平衡定数
定義
平衡定数は通例 K で表され、反応ギブズエネルギーΔGと以下の関係にある:
ここで、R は気体定数、T は熱力学温度である。平衡定数は量論数を冪とした生成物と反応物の活量の比である。
たとえば
という反応では、
である。ただしaは各物質の活量で、平衡定数は無次元量である。この定義式は、平衡状態における化学ポテンシャルのつりあいから導かれる[3]。
活量は、モル分率、フガシティーや分圧を基準圧力1 barで除したもの、あるいは濃度を基準濃度1 mol/Lで除したものなどで近似される。しかしながら、上記の物理量を無次元化せずに平衡定数を表すこともある。
分圧を用いた場合特に圧平衡定数 KP と呼ばれる[注 1]。上記の反応の場合、圧平衡定数は、
となる。ただし P° は基準圧力(1 bar)である。
また、溶液中の化学においては、会合定数や結合定数とも同意義で利用されている。[5]
脚注
注釈
- 圧平衡定数は主に気体反応で用いられ、溶液反応ではモル分率が用いられる[4]。
出典
- 文部省 (1990) 学術用語集 物理学編。
- IUPAC.
- 林 (2007) p.142。
- 林 (2007).
- “平衡定数・会合定数・解離定数・結合定数について分かりやすく解説”. 2019年10月4日閲覧。
参考文献
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