平衡に達するまでの時間について

質問

平衡に達するまでの時間についての質問です。

温度T1で、平衡に達するまでの時間がｔ1だったとします。温度T2（＞T1）でも、平衡に達するまでの時間は同じになりますか？

平衡時の反応速度V１はV2(≠V1)に変化するのは分かりますが、初期濃度も変えておらず、触媒なども入れていないので、平衡に達するまでの時間は変化しないように思うのですが・・・。

どうぞよろしくお願いします。

回答No.3

NiPdPt · ベストアンサー

まあ、結局は温度変化に伴う平衡点の変化がどのようなものであるかと言うことにもよります。反応速度の変化に比べて（といっても別の概念なので厳密な比較はできませんけど）、平衡点の変化が大きければ、平衡点に到達するのに要する時間も影響を受けます。
ただし、平衡点を議論するのであれば、どこからスタートするのかと言う問題もあります。ある反応が発熱反応であれば、その逆反応は吸熱反応です。そういったことを、具体的な数値を含めて特定しなければ厳密な議論はできませんよね？

そう思えば、確実に言えることは平衡に達する時間が変化すると言うことだけかも知れません。長くなるか短くなるかは平衡点の変化にも依存するからです。もちろん、偶然一致することはあり得ますけどね。

ただし、一般的にはよほど大きな温度変化でない限り、平衡点の変化はさほど大きくないと思われます。なので、大ざっぱな話として、高温の時の反応は、低温の時の反応を撮影したビデオを早回ししたものと思ってよいんじゃないですか。厳密には平衡も移動しますし、分子のエネルギー分布の温度変化を考慮する必要もあるでしょうけど。

お礼

感覚ですが、「距離」は到達濃度の差だと思っていたので、そこに達するまでの速度が速くなっても、濃度の差は？と思っていました。でも、速度自体が刻一刻と変化していたわけで、単純に平均速度としてとらえるのは難しいのですよね…？
今回、「基本的には平衡に達するまでの時間は短くなる」という結論を得ることができました。ありがとうございました。

回答No.2

NiPdPt

温度が高いと言うことは分子のもっているエネルギーが大きいと言うことです。
エネルギーが大きいと言うことは、反応が進むために超えねばならない活性化エネルギーの山を越えることのできる分子（というか衝突）の割合が多くなります。なので、同じ濃度でも反応できるものが多くなるので反応は速くなります。
反応が速ければ平衡に達するのも早くなります。

要は、濃度は同じでもその中で反応できる状態にある分子（あるいは分子の衝突）が増えると言うことです。

補足

A+B⇔C+D　だとして、右方向が吸熱反応、左方向が発熱方向だとします。AとB、CとDどちらも衝突回数が多くなるので、平衡時の速度はV1＜V2になるのですよね。でも、早く右に進む分、早く左にも進むのですよね？初期濃度から、新しい平衡になった時の濃度が下がれば到達時間は早まりそうな気はするのですが…すみません、うまく説明できません…。

回答No.1

Saturn5

一般的な反応では温度が上がると反応速度も上がります。
ですから、平衡に達するまでの時間は短くなります。

補足

感覚ではそう思うのですが、到達する濃度も変化しますし、ｋ（反応速度定数）も変化しますし、時間tを含む式が分からず、根拠が示せなくて困っています。