平衡學(xué)
三水錳礦 / 2021-10-04
因為平衡學(xué)實際是存在的，需要的是有人把它寫出來。“平衡既是宇宙規(guī)律，也是社會規(guī)律”，這句話就是一本內(nèi)容無比廣闊而深邃的書。所謂的平衡學(xué)，是一門嶄新的科學(xué)。社會發(fā)展到現(xiàn)在，各種各類的“學(xué)”因需要而出現(xiàn)。哲學(xué)有了，經(jīng)濟學(xué)有了，政治學(xué)有了，社會學(xué)有了，倫理學(xué)有了，心理學(xué)有了，文學(xué)有了，天文學(xué)有了，地理學(xué)有了，物理學(xué)有了，化學(xué)有了，生物學(xué)有了，醫(yī)學(xué)有了……唯獨沒有這個學(xué)上之學(xué)、眾學(xué)之源的平衡學(xué)。古圣先賢對這門科學(xué)有過探討，有過發(fā)現(xiàn)，但有的只限于一枚一節(jié)，有的僅僅觸及皮毛，有的雖然發(fā)掘到了重要層面，但全局卻仍然沒有展現(xiàn)。這當(dāng)然是時代的局限，不但不能非議，而且應(yīng)該重視，應(yīng)該繼承，在繼承的基礎(chǔ)之上，拓寬與加深。任何科學(xué)都是后人站在前人的肩膀上，站在時代的平臺上，一步一步向前推進的。平衡學(xué)到了應(yīng)該顯露面目的時候了，不管是由誰來寫。
（平衡學(xué)的重點在于有很多的平衡，那個需要考慮那個不需要考慮自己做定奪吧）
1平衡大體上可以分為化學(xué)反應(yīng)的平衡以及電離平衡，我們首先研究的是化學(xué)反應(yīng)上的平衡，首先要了解什么是化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)，大部分反應(yīng)都是有一定限度的而不是完全反應(yīng)的，當(dāng)反應(yīng)的K（化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)）大于10的5次方時，我們就把一個反應(yīng)近視的當(dāng)做可以完全進行，但是反應(yīng)既然是有限度的，即反應(yīng)是具有雙向性的，當(dāng)從外界觀察到表面靜止時反應(yīng)就處于平衡狀態(tài)（可以理解為可逆反應(yīng)中，生成物轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物的速率和反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的速率一樣，此時化學(xué)反應(yīng)就處于平衡狀態(tài)）
（1）化學(xué)反應(yīng)速率的計算，在一個化學(xué)反應(yīng)中，其它條件不變，則一種物質(zhì)反應(yīng)的速率一定，用公式表示為v=?c（濃度）/?t（時間），基本單位為mol/(L·s)，注意每種物質(zhì)可以具有自己的反應(yīng)速率，所以在使用該公式時要注意好指定速率的物質(zhì)是什么，再者就是兩種物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比
（2）舉例：2Mg+O2===2MgO
若氧氣的反應(yīng)速率為x mol/(L·s)，那么鎂的反應(yīng)速率就是2x mol/(L·s)
2平衡的移動，在第1點我們已經(jīng)大致講述了下化學(xué)平衡的概念，這里補充下，化學(xué)平衡一般是在可逆反應(yīng)中討論，那么來談?wù)劵瘜W(xué)平衡的移動吧，化學(xué)反應(yīng)的平衡受到了多個因素的影響，讓我們一一分析下來。
首先是要了解下有效碰撞理論以及活化分子的概念：
什么是有效碰撞呢，分子是不斷在做無規(guī)則運動的，只有當(dāng)兩個分子具有合適的能量并且以合適的方向進行碰撞才能形成一個新的中間體，再通過重排讓結(jié)構(gòu)穩(wěn)定下來，是化學(xué)反應(yīng)在某種意義上的實質(zhì)之一
平衡的移動可以看做兩大類，反應(yīng)商（Q）主導(dǎo)的速率改變引起的化學(xué)平衡的移動以及溫度(T)主導(dǎo)的速率改變引起的平衡移動。
我們知道商是化學(xué)反應(yīng)
某一時刻的生成物濃度的指數(shù)冪之積/某一時刻的反應(yīng)物濃度的指數(shù)冪之積
而當(dāng)Q＜K時就會發(fā)生平衡的正向移動，因為要驅(qū)使最終的平衡狀態(tài)符合平衡常數(shù)K，所以會驅(qū)使平衡向正向移動。同理，Q＞K時，反應(yīng)會朝著反向移動。
而反應(yīng)商對應(yīng)的就是濃度的變化，由于反應(yīng)物與生成物濃度的變化不均勻而進行的平衡移動，
對應(yīng)的種類有以下
1直接添加更多的反應(yīng)物或者生成物，也就是從物質(zhì)的量上增大了物質(zhì)的量濃度（c=n/V），從而發(fā)生了平衡的移動。
2壓縮或者擴大容器產(chǎn)生的變化，這種情況下要看相對應(yīng)的指數(shù)之和（特指的是氣體或者溶液態(tài)的物質(zhì)，因為純液體和純固體的濃度被看做是一個常數(shù)，不會直接影響平衡移動，但是溶液中的溶劑可以間接影響溶劑的量濃度），壓縮容器則反應(yīng)會朝著指數(shù)較小的反應(yīng)進行，而擴大容器反應(yīng)會朝著指數(shù)較小的方向移動，如果兩邊指數(shù)一定則平衡不發(fā)生移動。
3往容器里通入惰性氣體（這種時候一般特指的是氣相反應(yīng)，平衡可能移動也可能不移動）
主要看的是是否改變了各物質(zhì)的量濃度，如果是在恒容狀態(tài)下即使加入惰性氣體，但是各物質(zhì)的量濃度都不變，平衡便也不會移動但是在恒壓狀態(tài)下通入惰性氣體會使得容器體積變大，也就是會使所有物質(zhì)的量濃度減小和擴大容器的情況一樣。
而溫度主要的平衡移動則更簡單一些，因為溫度升高的話反應(yīng)速率都會變快，但是變快的程度不一樣（每個可逆反應(yīng)都可以拆分為一個吸熱反應(yīng)一個放熱反應(yīng)。）
而對于總體呈現(xiàn)吸熱的反應(yīng)來說，加熱的話正反應(yīng)的速率升高更快，也就推動平衡朝著正向移動
反之放熱反應(yīng)而言，加熱就會使反應(yīng)朝著反向移動。
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