安定な状態に行きつくこと と 平衡

質問

こんにちは，

A → B

という反応があり，Bの方が熱力学的に安定（ギブス関数がAよりBの方が低い）であるとします．すると，１００％がBになってもいいと思うのですが，現実には，A/B がある一定比で平衡に落ち着きますよね．これは何故なのでしょうか．ふと疑問に思っております．熱力学の何かを失念しているような気がします．ご教示下さい．お願いします．

回答No.1

cresc_dim · ベストアンサー

前提として、Ａの濃度を[A]、Ｂの濃度を[B]としたとき、
[A]+[B]=Constantより、
[B]=C-[A]とかけるので、
[A]の濃度のみで話を進めることにします。

一般に、横軸に[A]、縦軸にギブズ自由エネルギーをとると、
そのグラフは単調減少にはなりません。
[A]<[B]となるような点に極値を持つグラフとなります。
このことの理由を詳しく書くと計算式が膨大になるので省きますが、
感覚的にはＧ＝Ｈ－ＴＳにおいて、反応が全部進行してしまうと
AとBが混ざっているときよりもＳが小さくなってしまうのが
原因であると捕らえておけばいいのではないでしょうか？
ここらへんは自信ないですが・・・

回答No.3

goo7188

反応座標として、
x軸にA100%～B100%をとる。

エンタルピー的にBのほうが有利なら、存在比（Y軸）は１次関数的に変化する。
でも、エンタルピー的には、混合物がいいから50%のとこを極小とする放物線になる。

両者を足し合わせると、ナイキのマークみたいな形のグラフになって、
再安定点はB80%とか、そのへんになる。

私はグラフで考えると理解しやすかったです。

回答No.2

cvn64

http://www.eonet.ne.jp/~quimica/c_note24.htmlこちらのサイトの説明がわかりやすいです。とくに以下のあたりを読んでみてください。

「ギブスの自由エネルギーの差が負であることは，AとBよりもCとDが多いところで，反応が停止するということを示してるだけで、反応が完全に進行してAとBが完全になくなり，CとDだけになることはない。この停止した状態が，平衡状態であり，化学平衡と呼ばれる。」

「ΔGは，エントロピー項を持っているので，反応の中間状態では，混合によるエントロピーがあり，ΔGが低下する．そのため，反応は，純粋Bの状態の手前で停止する．」