化学平衡と物理変化

質問

『→
※　 ←』　の出し方が分からないので『⇔』で代用します

質問1
参考書に「H2O（液）⇔H2O（気）」と表記している箇所があったのですが
これは物理変化ですよね？物理変化も化学式みたいに→などを使って表していいのですか？

質問2
その参考書で「H2O（液）⇔H2O（気）」の変化に対して化学平衡の法則を適用していたのですが
私は化学平衡の法則が成り立つのは化学変化に対してだけだと教わりました。
どういうことでしょうか？

ちなみに件の参考書は「石川正明　原点からの化学　化学の理論」です

回答No.2

htms42

平衡状態という考え方は化学変化だけのものではありません。
温度平衡、圧力平衡もあります。
気体の状態方程式も平衡状態が実現していることが前提です。
平衡移動の法則（ルシャトリエの法則）と言われているものは物理的な平衡状態についても当てはめることができます。
平衡が成り立っている系に外部から一定の変化を与えます。系の平衡状態は一旦壊れてしまいますが新たな平衡状態に向かって変化して行きます。元の平衡状態と新たに実現する平衡状態の関係を簡単に知るための判断基準が「平衡移動の法則」です。化学反応では粒子数の変化が生じますから加えた条件の変化と粒子数の変化との関係を見ます。

Ｕ字管に水が入れてあったとします。
水面の高さは等しくなっています・・・これが平衡状態です。
ここでＵ字管の片方に水を１０ｍｌ入れたとします。Ｕ字管の内部での水の移動が起こって新しい平衡状態が実現します。液面の高さは初めよりは高くなっていますが（１０ｍｌ／断面積）よりは低くなっています。
（この変化はルシャトリエの法則で理解できる内容になっていますね。）
（Ｕ字管の途中に栓があって水の移動が禁止されていればルシャトリエの法則は当てはまりません。）

ただ化学平衡や電離平衡に対しては平衡の式が成り立ちます。
水の電離平衡に対して成り立つ[Ｈ^+][ＯＨ^-]＝Ｋｗのような式です。
濃度だけで平衡状態を記述することができるのです。平衡定数が決まります。
あなたの考えている「化学平衡の法則」とはどういうものでしょうか。

回答No.1

Willyt

ルシャトリエの原理ですよね。これは化学変化に関する法則ですが、その他の現象すべてに当てはまる素晴らしい法則ですよ。高校時代、化学の先生がこの法則を説明するのに、生徒を一人前に立たせて突然拳固で殴るふりをしたのです。その生徒はのけぞってそのパンチを避けましたが、これがルシャトリエの原理の一例だと言うのです。成程と納得しました。この法則は

H2O（液）⇔H2O（気）

の変化にも適用できますよ。閉じた空間でこの変化が進んで行くと遂にその空間は飽和水蒸気圧に達し、もはやこの変化は起らなくなってしまいます。つまり平衡状態に達したのです。そこで乾いた空気を送ってやると水蒸気圧が減りますから、蒸発が進み、再び元の蒸気圧に戻ったところで反応がとまります。つまり反応は与えた変化をキャンセルする方向に進んだことになりますよね。