化學平衡

化學平衡(Chemical Equilibrium)

化學平衡(Chemical Equilibrium)
台北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

有些化學反應中,將反應物混和在一起並放到容器內後,反應物開始變成生成物,而生成的產物也會分解回反應物,剛開始反應物生成產物的速率(正反應速率)比產物分解速率(逆反應速率)快。經過一段時間後,隨著反應物的量減少,正反應速率降低到達一底限不再變化,同時逆反應速率隨產物濃度提高分解速率增加,最後也達到瓶頸不再增加。於是在一段時間後反應容器中,反應物和生成物會同時存在,且濃度不隨時間增加或減少,我們稱此反應系統處於「化學平衡(Chemical equilibrium)」。

可逆反應(Reversible Reaction)與化學平衡(Chemical Equilibrium)

可逆反應(Reversible Reaction)與化學平衡(Chemical Equilibrium)
國立暨南大學國企系一年級黃佳琦/國立臺灣大學化學系林雅凡博士責任編輯

在探討化學平衡前,必須先了解什麼是可逆反應,在一個可逆反應的前提之下,探討化學平衡,才有意義,換言之,可以探討化學平衡的反應必定是可逆反應。

首先先來談談可逆反應是如何被發現的!西元1798年,拿破崙遠征埃及,亟需一名科學家輔佐諮詢。因考慮在拉瓦節過世後,法國科學界的領導地位漸漸被克勞德貝托萊(Claude Louis Berthollet)取代,拿破崙遂決定聘任社會聲望佳與科學成就卓越的貝托萊,成為其科學顧問。在埃及期間,貝托萊偶然發現,碳酸鈉竟沉積在鹽湖周圍!基於對科學靈敏的認知,他立刻覺察到這應該是高濃度的鹽在水體中緩慢蒸發造成的結果,如果要將此結果寫成化學方程式,則恰是當時已熟知的方程式Na2CO3+ CaCl2–> CaCO3+ 2 NaCl之逆向反應。於是西元1803年,貝托萊在其著作中,提出了『有些化學反應式不只有單向反應;也可以進行逆向反應』的觀點,這也是現今我們所稱之「可逆反應(reversible reaction)」的先驅。

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