化學平衡

多相平衡(heterogeneous equilibrium)

想象一個密封罐裡放著塊狀的固體石灰石,上方是二氧化碳氣體,固體緩慢地分解又重新生成。這個反應同時涉及不止一個相——固體和氣體——共處同一個容器。像這樣橫跨兩個或更多不同相的平衡,稱為多相平衡(非均相平衡),與一切都處於單一相的均相平衡相對。

其決定性特徵體現在平衡常數上:純固體和純液體被完全排除在表達式之外。原因是它們的「濃度」——其實是它們的活度——不隨反應進行而改變;一塊固體無論大小,密度都一樣。所以只有氣體和溶解的物種出現在 K 中。加入或移走一些純固體,只要還剩一點,就完全不會移動平衡。

這一點確實有用,也是常見的困惑來源。學生常試圖把固體放進平衡表達式,結果算錯。規則是明確的:把氣體(用壓強或濃度)和溶解的溶質放進去,但絕不放純固體或純液體溶劑。誠實的細化說明是:這之所以成立,是因為純凝聚相的活度被定義為 1。

對於 CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g),碳酸鈣和氧化鈣都是純固體,於是被去掉。平衡表達式就只是 Kp = p(CO2):整個平衡由一種氣體的壓強來刻畫。

純固體和純液體被排除在平衡表達式之外。

把純固體排除在外,並不意味著它無關緊要——至少要存在一點點,這種平衡才成立。如果固體徹底耗盡,那就根本談不上這種平衡了。

又稱
非均相平衡異相平衡