平衡定数とは何ですか？
一部の化学作用は、一方向に不可逆的に進行します。 この一例は、式（2 H 2 + O 2 => 2 H 2 O）に示すように、酸素（O）で水素（H）ガスを燃焼させて水を生成することです。反対の反応、2 H 2 O => 2 H 2 + O 2は、どれだけ時間が経過してもこれらの条件下では発生しません。 1803年に化学者クロード・ルイ・ベルトレットが発見したように、可逆反応があります。可逆反応は、逆反応が有利な反応になるまで一方向に進行し、平衡をもたらし、平衡定数の計算を可能にします。
このような平衡定数は、多くの科学者の努力によって時間内に明らかにされた数学的関係から導き出されてきました。 これらの関係は、反応系内の溶解種の濃度比を利用します。 1つの簡単な例は、酢酸のイオン化です。 もう一つは、四酸化二窒素ガスの可逆的分解です。 これらでは、すべての例と同様に、平衡定数は温度などのシステム条件に依存します。
酢酸は、正の水素イオンと負の酢酸イオンに解離します。 反応を可逆的なものにしているのは、これらのイオンが酸性分子に再結合できることであり、また再結合することです。 次に、他の酢酸分子が解離して、再結合したものと置き換わります。 結果は平衡になり、数式につながります。 イオンと酸の濃度は、式K = [H +] [Ac-] / [HAc]によって平衡定数に関連しています。 論理的には、酸濃度が分子になり、イオン濃度が分母になるため、逆反応の平衡定数はこのKの逆数になります。
窒素（N）と酸素を含む四酸化二窒素の場合、化学反応はN 2 O 4⇆2 NO 2と表記されます。 閉じたシステムでのこれら2つの種の割合の変化は、システムの圧力の変化に依存します。 分解する四酸化物の各分子に対して、二酸化窒素の2つの分子が形成され、圧力が上昇します。 これにはエネルギーが必要であり、ポイントを超えて、分裂を嫌います。 方程式は、K = [NO 2 ] [NO 2 ] / [N 2 O 4 ]と読みます。 酢酸に関しては、逆反応の平衡定数は、すべての逆反応のすべての平衡定数と同様に、このKの逆数です。
不可逆反応は、可逆反応と同じ数学的関係に従います。 ただし、このような場合、正の反応または逆の反応を調べると、分母は0または無限になります。 これは、無限大または0の反対の値を持つ平衡定数を示唆しています。このような情報は役に立ちません。 また興味深いのは、反応物を保持する半透膜を通してなど、システムから生成物の1つを除去することにより、反応を完了させる不可逆性の可能性です。