平衡移動について

♯１totoroakiです。
皆さんの回答を見ていると間違ってたみたいですね。
ごめんなさい。
一応薬学部の友達にも確認をとったんですけど・・・。
友達と二人で勉強しなおすことにします。
すみませんでした。

投稿日時 - 2002-06-25 08:46:57

すべての成分を理想気体とみなせる範囲内の話として述べます。「全圧を一定に保ち」という状況は、系内部の状態変化にしたがって体積が自在に変化する系であると考えてください(非常に滑らかに動く注射器(針穴塞ぐ)の内部空間を思い浮かべると良いでしょう)。この問題のテーマは『平衡』ですから気体の状態方程式ではなく平衡定数に着目して解きます。

Ｎ2＋３Ｈ2⇔２ＮＨ3（⇔は可逆反応）
↑　　　↑　　　↑
窒素　　水素　　アンモニア

で表される平衡において、窒素分圧をPn、水素分圧をPh、アンモニア分圧をPaで記述するとき、

　(Pa^2)/(Pn・Ph^3) = Kp　　(式１；^2,^3はそれぞれ２乗３乗を表す)

で示される平衡定数は、温度が変化しなければ一定です。この値（Kp）を『圧平衡定数』と呼びます。もしもどれかあるいはすべての成分の分圧に変化を加えても、その温度の圧平衡定数に戻るように各成分の分圧が変化する、すなわち平衡が移動します。ここらあたりまではご理解されているようですね。わからなければ補足を下さい。

この系に圧力一定でアルゴンを導入して全体積がｍ倍(ｍ＞1)になったとしましょう→すなわち窒素、水素およびアンモニアの分圧がそれぞれ1/ｍ倍になりました。平衡移動前の分圧を式１に代入すると

　{(Pa/ｍ)^2}/{(Pn/ｍ)・(Ph/ｍ)^3}

これを整理すると

　{(Pa^2)/(Pn・Ph^3)}・ｍ^2　　(式２)

になります。温度は変えていませんので式２の値がKpに戻る方向に平衡が移動します。平衡に至ったときの各成分の分圧をPa*、Pn*およびPh*で表すと、
　
　(Pa*^2)/(Pn*・Ph*^3)・ｍ^2　　= Kp　　(式３)

式１と式３を比べて見ましょう。

　{(Pa*^2)/(Pn*・Ph*^3)} / {(Pa^2)/(Pn・Ph^3)} = １/ｍ^2

ｍ＞１ですので


　{(Pa*^2)/(Pn*・Ph*^3)} / {(Pa^2)/(Pn・Ph^3)} ＜ １

したがって

　Pa*＜Pa、(Pn*・Ph*^3)＞(Pn・Ph^3)

要するにアンモニアの分圧は減少し、窒素と水素の分圧は増加する、すなわち平衡は左に移動する必要があります。

投稿日時 - 2002-06-25 04:59:18

わかりやすくいきましょう！

Arを加えると全圧一定なので分圧が下がり、それを打ち消すために分圧をあげる方向に平衡移動します。つまりPV＝nRTよりモル数は分圧に比例するので、モル数を増加させる方向に進むわけです。両辺比べると左辺の方がモル数の和（係数の和）が大きいので、左に動くことになります。

多分分圧と反応式のモル数の関係がよくわかっていないんじゃないかと思いますよ。PV＝nRTから気体では体積・温度一定でモル数が分圧に比例することがポイントですね。

投稿日時 - 2002-06-23 11:27:35

アルゴンを入れると体積が増える→全部濃度が減少→左辺が係数が多い分だけ早く濃度が減る→ルシャトリエの原理により右へ平行が傾く・・・はず。

本当に答えは左ですか？わたしも気になります。

投稿日時 - 2002-06-22 22:11:33