反応速度について

質問

ΔＧ>0である反応があるとします。この反応は自発的には進まないと習いました。しかし、ΔＧ>0であっても平衡定数はある正の値をもつはずなので、反応は少しは進むと思うのですが、この考えは間違っていますか？

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

単純に言って。
非常に正しい認識です。
これが理解できない人がいて困ることが多いです。
m(_ _)m

お礼

回答ありがとうございます。私の考えとしては高温でも安定な物質Aがあり、それがある温度Tで分解しＢとなる反応をイメージしておりました。ただしTとはAとBの自由エネルギーが等しくなる温度とします。今、Aのみからなる物質を加熱した時、温度Tよりも低温側でもBは生成するか？というのが今回の質問をさせていただいた理由です。わたしはBは生成する。と考えるのですが、どうおもわれますか？長文となり申し訳ありません。よろしくお願いします。

回答No.5

noname#160321

皆様のご意見はそれぞれ意義があると思います。
＃2のお答えの場合の水蒸気と水についてもどちらかは必ず存在する。つまり平衡はゼロを排除していると言うことだと思います。
悩まされるのがこの相転移の場合で無機物例えばルチルとアナターゼの平衡などの場合平衡が平衡と言えるほど早いかどうかの場合です。
しかしご質問者の意図するところはあくまでも平衡が成立しているのであると仮定しているので、無限の時間範囲で考えるわけですから、他の相が必ず存在していると言わねばならないでしょう。

回答No.4

connykelly

>今、Aのみからなる物質を加熱した時、温度Tよりも低温側でもBは生成するか？というのが今回の質問をさせていただいた理由です。わたしはBは生成する。と考えるのですが、どうおもわれますか？

う～んと、温度Tよりも低温側という表現が少しあいまいで、温度Tからどの程度のズレがあるかによると思います。この辺はあくまで統計力学的（あるいは絶対反応速度論的）な挙動に基づくものと思います。仮にTの近傍（←これもあいまいな表現ですが）であれば、物質Bは一部生成されると同時に物質Aに戻っているというような大変ダイナミカルな状況にあるのではないでしょうか。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%8B%95%E5%8A%9B%E5%AD%A6

回答No.3

astra0641

最初の方の言い方は誤解を招く言い方のように思います。
２番目の方の言っているほうが正しい。
たとえば、水と水蒸気の共存を考えましょう。真空の箱に水だけをいれたことを考えましょう。この時、温度で定まるある水蒸気圧になったときに平衡になり水と水蒸気は共存します。これがΔＧ＝０。もし何らかの方法で水蒸気を水にしてしまうとΔＧ＞０で、ΔＧ＝０の時の蒸気圧まで水が蒸発します（温度変化はしないような工夫があると思って下さい）。一方、何らかの方法で水を水蒸気にしていて水蒸気圧が平衡より高いとΔＧ＜０。この時は、先ほどの平衡蒸気圧まで水蒸気は凝縮します。
質問ではΔＧ＜０を仮定していますので、その状態から順反応はまったく進まず、逆反応しか進みません。この点が２番目の方の主張がより正しいと言ったことです。
しかし、逆反応が完全に進むかというと、どこかで平衡に達して、反応の両側の物質が共存するところで落ち着くことになります。この点で１番目の方の主張は正しいのですが、それは、上の例では水100%から出発した場合の話であり、質問者さんの初期状態は水蒸気圧が過剰である時点を出発としているようなので、それに対する答としては誤解を招くであろうと思うところです。

お礼

回答ありがとうございます。１さんのお礼の欄に今回の質問をさせていただいた原因？をのせておりますので、よろしければ回答お願いします。

回答No.2

connykelly

余り自信はありませんが、、、
簡単にＡ＋Ｂ→Ｃ＋Ｄという反応を考えます。
平衡定数Ｋと自由エネルギーの関係は△Ｇ＝－ＲＴｌｎＫで表されますね。Ｉｎは自然対数です。これから
（１）△Ｇ＜０　　Ｋ＞１
（２）△Ｇ＝０　　Ｋ＝１
（３）△Ｇ＞０　　０＜Ｋ＜１（対数の真数は正）
となります。さて、反応の進みやすさは（→）は△Ｇの正負で予想されることはご承知の通りです。反応系の△Ｇを計算して(1)であれば右に進み平衡状態(△Ｇ＝０）に向かいます。反応は一般に一方通行的に左から右に進むのでなく、右向きと左向きの反応で右向き反応が圧倒的（？）に多いというように動的に解釈する必要があります。そして反応が行き過ぎると△Ｇ＞０となり、Ｃ＋Ｄ→Ａ＋Ｂという逆反応が進み、平衡状態に戻ろうとします。
ご質問の
＞ΔＧ>0である反応があるとします
＞ΔＧ>0であっても平衡定数はある正の値をもつ
という反応は平衡反応を前提としていますから、上の逆反応のケースに相当すると思いますが、いかがでしょうか。。。

お礼

回答ありがとうございます。♯１さんのお礼の欄に今回の質問をさせていただいた原因？をのせておりますので、よろしければ回答お願いします。