反応1 と反応2 が共役して起こる反応3 の平衡定数 K の値を、反応1 と反応…
反応1 と反応2 が共役して起こる反応3 の平衡定数 K の値を、反応1 と反応2それぞれの平衡定数である K1、K2 で表したのはどれか。1つ選べ。K1Ａ + Ｂ Ｃ 反応1K2Ｃ + Ｄ Ｅ + Ｆ 反応2KＡ + Ｂ + Ｄ Ｅ + Ｆ 反応3
- ⑴ K = K1 + K2反応式を足し合わせたときに和になるのは標準ギブズエネルギー変化であり、平衡定数は積になります。
- ⑵ K = K2 - K1平衡定数の差には熱力学的な意味がありません。反応を足すと平衡定数は掛け算になります。
- ⑶ K = K1 × K2K1とK2を掛けると中間体Cの濃度が約分され、反応3の平衡定数[E][F]/[A][B][D]に一致します。
- ⑷ K = K1 / K2割り算になるのは一方の反応を逆向きにして足す場合です。本問は両反応を同じ向きに足しています。
- ⑸ K = K2 / K1K2/K1は反応1を逆向きにして反応2と組み合わせた場合の平衡定数で、反応3には当たりません。
解説
正解は⑶です。反応1（A＋B⇄C）と反応2（C＋D⇄E＋F）を足し合わせると、中間体Cが打ち消されて反応3（A＋B＋D⇄E＋F）になります。平衡定数はK1＝[C]/[A][B]、K2＝[E][F]/[C][D]なので、両者を掛けると[C]が約分され、K＝[E][F]/[A][B][D]＝K1×K2となります。反応式を足すと平衡定数は積に、標準ギブズエネルギー変化は和になる関係を押さえておくことが大切です。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198925.html）を加工して作成