化学平衡について

質問

次の反応の平衡を右に移動させるには外部からどのような条件の変化を加えればよいですか？
2CO3(g)⇔2sO2(g)+O2(g)-197KJ

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

この平衡が右に移動するということは、
（１）ＣＯ３が減少する
（２）気体のモル数が増える（圧力が上がる）
（３）吸熱反応が進行する
ということです。従って（１）～（３）と逆の変化を系に与えれば平衡は右に移動します。つまり、
（１）ＣＯ３を添加する
（２）圧力を下げる
（３）系を加熱する
などです。

お礼

簡潔に答えていただきありがとうございます

回答No.5

htms42

ＣＯ３という物質は存在しません。
ＳＯ３だとして議論しておられる方もおられますがＣＯ３のまま平衡を考えておられる方もいます。

ちょっと首をかしげたくなりますね。

回答No.4

KURUMITO

回答1や3を見ていますとCO3やCO2,O2のガスの量を多くすれば平衡は右や左に移動するとしていますが、それあはあくまで反応の方向は右に向かう、左に向かうということであって平衡状態では片方を多くすれば一方も多くなるのであって平衡関係を変えているものではありません。化学反応の平衡定数はそれらの濃度変化によって変わるものではありません。
平衡定数を変えるような条件となりますと、温度や圧の変化ということになるでしょう。

お礼

度々説明していただきありがとうございます

回答No.3

Quarks

(1)物質の増減。平衡が右へ移動する向きの反応に着目するわけですから、SO3が消費されて、SO2とO2が生成する向きへの移動です。
・生成物(SO2、O2)の量を減じる（系から取り除く）。
・反応物(SO3)の量を増やす（SO3を追加する）。
の操作が、目的に合った操作になります。

(2)反応の環境。圧力、温度などの反応槽内の環境条件を考慮します。
・圧力を考慮するときには、気体分子に着目します。
同温同圧同体積の気体は、同数の気体分子（同じ物質量の気体分子）を含む（アボガドロの法則）はずですから、一定の温度、定体積の反応槽ならば、気体の物質量が増えると圧力が高まります。
さて、本平衡で、反応が右へ移動すると気体の物質量が増えます。つまり、圧力が高まるわけです。この傾向を緩和すると良いわけですから、圧力を小さくすると良いことになります。
・本平衡で、反応が右へ移動（吸熱反応が進行）すると、系の温度が低下します。この変化を緩和するには、外部から熱を与えてやれば良いことになります。

再度まとめると
SO2やO2を取り除く。
SO3を追加する。
圧力を低くする（反応槽を膨張させる）。
熱を与えてやる（加熱する）。

本スレッドの主題は、平衡状態になっている系を"移動"させることですから、上述で解決していると考えますが、平衡の"ズレ"を主題に据えての議論がありましたので、それについて考えてみました。たとえば、温度・圧力を変化させずに、SO3を追加して、新たな平衡に達したとき、平衡はズレていないか？　を考えてみます。
同温同圧ですから、平衡定数Ｋの値は変わらないはずです。
初めの平衡時に、SO3,SO2,O2がそれぞれα，β，γ[mol]ずつ有ったとします。これに、SO3をδ[mol]追加して、その中のσ[mol]が分解して、新たな平衡に達したとします。新たな平衡状態では、SO3,SO2,O2は(α＋δ－σ)，(β＋σ)，(γ＋σ/2)になっています。
平衡定数Ｋは
K=(β^2)・γ/(α^2)＝((β＋σ)^2)・((γ＋σ/2)^2)/((α＋δ-σ)^2)
となります。この関係式からは
α：β：γ＝(α＋δ－σ)：(β＋σ)：(γ＋σ/2)
の関係は成り立ちません（任意のα，β，γに対して、δ＝σ＝０でなければならないのは明らかです）。
これは、物質量の比率が、SO3の投入で変化することを意味します。言い換えれば、平衡がズレたと言わざるをえません。

お礼

丁寧に説明していただきありがとうございます

回答No.2

KURUMITO

反応に式からわかることはCO3ガスが2モルに対して3モルのガスが生成すること、つまり体積が大きくなることです。また、吸熱反応であるということです。
したがって、平衡を右に移動させる条件は
（１）系の圧力を減少させること。
（２）系の温度を高くすること。
CO3ガスを増やすことは確かにCO2やO2の量を増やすことにはなりますが平衡を右にずらす条件とはなりません。