Equilibrium and changing conditions
導入済み| English | 意味 |
|---|---|
| reversible reaction/rɪˈvɜːsɪbl rɪˈækʃn/ | 可逆反応 |
| equilibrium/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | 平衡 |
この観察を説明する要因は何か？
- 可逆反応は密閉容器内で進行し続け、測定濃度が一定であっても平衡状態にある。組成が一定であることは、粒子の反応が停止していることを意味しない。
- まず予測を立てる。比較したい量や特徴を明記し、2つの説明を区別できる証拠は何かを決定せよ。
モデルを構築する
- 動態平衡は正反応速度と逆反応速度が等しい密閉系で生じる。反応物と生成物の濃度は一定だが、等しくなる必要はない。
- 平衡：正反応速度と逆反応速度が等しい状態；可逆反応：両方向に進行できる反応。
What is equal at dynamic equilibrium?
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At dynamic equilibrium the forward and reverse reactions continue at equal RATES, so concentrations stay constant. The concentrations themselves are usually not equal to each other, and equal rates do not require equal masses.
Match each technical term to its precise meaning.
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Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
これを検証できる証拠を選ぶ
- 濃度や圧力の変化はバランスを乱す。系は新たな平衡へ向かって応答する。温度変化も平衡定数を変化させることができ、触媒は平衡に達する速さを変える。
- 温度効果予測の前に、化学反応方程式の係数を合わせ、正反応が発熱か吸熱かを明記せよ。圧力を考慮する際は気体の係数を数え、両辺の気体分子数が等しい場合、圧力は組成に影響を与えない。
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
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Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
既知の量から始める
- 既知の値と単位を明記する。このケースに適応する仮定を持つ関係式を選び、代入前に変形する。
- 既知：A ⇌ B において、平衡濃度は [A] = 0.20、[B] = 0.60（同一単位）。この式により K = [B]/[A]。K = 0.60/0.20 = 3.0。反応速度が等しいことは K = 1 を意味しない。
A ⇌ B について、[B]=0.8、[A]=0.2 のとき [B]/[A] を計算せよ。以下の手順に従う：既知量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈。
For A ⇌ B, calculate [B]/[A] when [B]=0.8 and [A]=0.2.
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The result is 4 . Known: [B] = 0.8 and [A] = 0.2 in the same unit. For the stated expression K = [B]/[A]. K = 0.8/0.2 = 4. K has no unit here; a value above 1 means products are favoured at equilibrium.
結論とその限界を確認する
- 触媒を用いて平衡収率の増加を主張してはいけない。不均一系平衡の場合、純固体は通常の平衡式から除外される。
- 元の観察に戻り、結果が何を裏付けているか、どのような条件を前提としているかを説明し、対立する説明を検証する方法を一つ示す。
触媒は一定温度での平衡定数を変化させる。この主張は誤りである：触媒は正反応と逆反応を同等に加速するため、平衡に達するまでの時間が短縮されるものの、一定温度での平衡定数および最終組成は変化しない。
平衡と条件の変化：濃度や圧力の変化はバランスを乱す。系は新たな平衡へ向かって応答する。温度変化も平衡定数を変化させることができ、触媒は平衡に達する速さを変える。
A catalyst changes the equilibrium constant at a fixed temperature.
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A catalyst speeds the forward and reverse reactions equally, so equilibrium is reached sooner but the equilibrium constant and final composition at a fixed temperature are unchanged.
A state with equal forward and reverse reaction rates: write the technical term.
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equilibrium means A state with equal forward and reverse reaction rates.