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化学平衡での吸熱や発熱について
- 化学平衡の吸熱や発熱についての質問です。平衡状態で温度を下げるとどうなるのか、吸熱や発熱がどの方向に動くのかが分からないです。
- 熱が結合するときのエネルギーなのか、結合を解くときのエネルギーなのかが理解できず、混乱しています。また、物質の温度が下がると元のばらばらの状態に戻るのかどうかも知りたいです。
- お恥ずかしい質問ですが、化学平衡での吸熱や発熱についての理解が不十分で困っています。ご教示いただければ幸いです。
- 化学
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反応熱と、結合の生成・解離との関係で疑問をお持ちだと思います。 たとえば、つぎの生成熱の例で見ます。 ア．２Ｃ(固）＋ Ｈ2 （気）→Ｃ2Ｈ2（気）－ 228 kJ イ．２Ｃ(固）＋ ３Ｈ2 （気）→Ｃ2Ｈ6（気）＋ 84 kJ ウ．５Ｃ(固）＋ ６Ｈ2 （気）→Ｃ5Ｈ12（液）＋ 174 kJ この場合、反応熱は、つぎの要素で考えられます。 （１）固体の炭素と水素分子をバラバラにして、原子状態にするのにエネルギーを吸収します。 （２）アセチレン、エタンまたはペンタンの分子ができるときに、化学結合が生じるのでエネルギーを放出します。 （３）さらに、ペンタンのように液体の物質ができるときは、分子が分子間力によって集まるのですから、凝縮によるエネルギーを放出します。固体の場合も同様です。 （４）体積の変化。反応の結果体積が増えるときは、大気に対して仕事をしなければならないので、エネルギーを吸収します。逆に、体積が減少するときは、大気から仕事をされるのでエネルギーを放出します。（定圧反応だとすると）アはほぼ体積不変、イ・ウは体積減少となります。 これらの収支のプラスマイナスによって、発熱か吸熱かが決まります。決して、分解なら吸熱、化合なら発熱と決まっているものではありません。
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＞平衡状態で、温度を下げると、上げようとする作用がおこるのは分かります。 こんなことを「分かっちゃ」困ります。確かにそのように動きますが、その平衡全体（系と言います）に意識があるように考えないで下さい。単純なんです。 さて初めの「左」ですがこれは場合により全然違います。平衡式をそのまま書いて質問し直した方が確実です。 ただし、これだけは言えます。平衡が発熱する方向に動く時は系内のエネルギーが減り、吸熱する時は系内のエネルギーが増えます。「エネルギー保存の法則」 さらにエネルギーの項は通常右に置きますが、この値はマイナス値であっても良いので、上記したように左に動くときいつも発熱するとばかりは言えないのです。 左に動いた時発熱するなら、右辺のエネルギーはマイナス値になります。代数と同じで式の反対側へ行くと符号が逆になります。 個々の反応とそれから成り立つ平衡とは簡単な関係になっていますが、系のエネルギーを簡単に理解するのは直感だけでは無理で、研究者でも間違える人がいますから、全然「情けなく」ないです。 熱力学は簡潔で美しいものですが、理解しても十分使いこなせる様にならないものです。
- akatsuki591
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例： 氷→水 吸熱 水→氷 発熱 エネルギーの高い状態から低い状態へ物質が変化する際には、熱が発生し、 高い状態から低い状態へ変化する際には、エネルギーが必要となります。 元々の物質と変化した後の物質を比較し、変化後の物質が持つエネルギーが低ければ発熱、高ければ吸熱と考えればよいと思いますよ。 あまり切るとかくっつけるとか複雑に考えることはないように思います。
