5.4 溶液と凝縮相
○ これまで(理想気体)
平衡定数 → 分圧を用いて表示
○ 実在気体 各成分のフガシティーを用いた表示が必要
圧力が十分に小さい場合 圧力 ≒ フガシティー
→ 圧力そのものを計算に用いることが可能
○ 気相以外の相が反応に関与する場合
(固体や液体,溶解した溶質)
平衡定数 → 活量 (ai ) を用いて表示
・固体、液体
活量 ≒ 1 → 平衡定数に寄与しない
・希薄溶液中の溶質
活量 ≒ モル濃度
固体-気体 2相系
(平衡分圧
→ 解離圧)
気体-液体(溶液) 2相系
[H+]4 [NO3-]4
[H2O]2
○
5.5 平衡定数の変化
ファントホッフの式
(P 124)
○ 平衡定数 K の定性的な変化
反応のエンタルピーの符号に依存
反応エンタルピー 正
温度 T の上昇とともに K 増加
吸熱反応は温度の上昇とともに生成物の方向へ移動
反応エンタルピー 負
温度 T の上昇とともに K 減少
発熱反応は温度の上昇とともに反応物の方向へ移動
ルシャトリエの法則 〈Le Chatelier’s law〉
平衡状態の系にある作用が加えられると,その作用の影響を
最小限にするような方向へ平衡は移動する
数学的に等価
章末問題
∂ln K =
5.29 (P 160)
ΔrxnH゚
R T2
T=
∂ln K =
1
X
ΔrxnH゚
R
1
∂T
,
X2
X=
において
∂T = -1
・
X2
∂X = -
1
X2
とおくと、
T
∂X
ΔrxnH゚
R
∂X = -
ΔrxnH゚
R
∂(1/T)
ln K vs 1/T のプロット
K=0.74
K=0.055
(1223 K = 950℃)
(943 K = 670℃)
グラフ用紙に作図した直線の傾きの読み取り方
(graph)
(最小2乗法の計算ができないとき)
(1.05, -0.3)
●
1.実験データを正確にプロットする
2.他のデータと比較して、信頼性の
低いデータ点を削除する
3.最もずれが小さいと思われる
直線を引く (目視)
4.直線上の任意の2点を決める
※ データの測定範囲内
できるだけ離れている
読み取りやすい
5.座標を読み取る
有効数字に注意
(-0.3) – (-2.7)
(傾き) =
●
(0.83, -2.7)
読み取った点の座標を記入する
(1.05 – 0.83)×10-3
1
= 1.09×104 [K]
ΔrxnH゚ = - R ×(傾き)
1
4
= - 8.31 × (1.09×10 ) = - 9.05×104 [J/mol] = - 91 [kJ/mol]
課題
P. 160
グラフを添付すること!
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5 化学平衡