作成日: 2026年6月17日 17:24

平衡定数の計算

入力

A の濃度0.5 M
化学量論係数 a1
B の濃度1 M
化学量論係数 b3
C の濃度0.8 M
化学量論係数 c2
D の濃度1 M
化学量論係数 d0

OneCalc で作成 · https://onecalc.app/ja/chemistry/equilibrium-constant-calculator

化学・生物

平衡定数の計算

aA + bB ⇌ cC + dD の反応について、平衡濃度から平衡定数 Kc を計算する。

入力

結果

値を入力すると計算結果が表示されます。

平衡において反応物が有利です（Kc < 1）。この条件では生成物はわずかしか生成しません。

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平衡定数の基礎

可逆反応が平衡に達すると、反応物と生成物の濃度は変化しなくなります。反応が止まるからではなく、正反応速度と逆反応速度が等しくなるからです。平衡定数 Kc はこの均衡を一つの数値で表したものです。Kc が大きいほど平衡は生成物側に偏り、小さいほど反応物側に偏っています。

平衡定数の式

一般的な反応

aA+bB⇌cC+dDa\text{A} + b\text{B} \rightleftharpoons c\text{C} + d\text{D}

に対するモル濃度基準の平衡定数は次のとおりです。

Kc=[C]c[D]d[A]a[B]bK_c = \frac{[\text{C}]^c [\text{D}]^d}{[\text{A}]^a [\text{B}]^b}

角括弧は平衡時のモル濃度（mol/L）を表し、指数は平衡式の化学量論係数です。純固体および純液体は濃度が一定であり Kc の値に吸収されるため、式から除外されます。

Kc の解釈

Kc の値意味
Kc >> 1平衡で生成物が強く有利
Kc ≈ 1反応物と生成物がほぼ同量存在
Kc << 1反応物が強く有利；生成物はわずかしか生成しない

計算例：ハーバー法

アンモニアの合成は N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ で表されます。ある温度での平衡濃度が次のように測定されました。

[N2]=0.50 M,[H2]=1.00 M,[NH3]=0.80 M[\text{N}_2] = 0.50\ \text{M}, \quad [\text{H}_2] = 1.00\ \text{M}, \quad [\text{NH}_3] = 0.80\ \text{M}

式に代入すると次のようになります。

Kc=[NH3]2[N2]1[H2]3=(0.80)2(0.50)(1.00)3=0.640.50=1.28\begin{aligned} K_c &= \frac{[\text{NH}_3]^2}{[\text{N}_2]^1 [\text{H}_2]^3} \\[6pt] &= \frac{(0.80)^2}{(0.50)(1.00)^3} \\[6pt] &= \frac{0.64}{0.50} \\[6pt] &= 1.28 \end{aligned}

Kc > 1 であるため、この条件では生成物が有利です。

成分の除外：係数をゼロに設定する

化学量論係数が 0 の成分は [X]⁰ = 1 の因子を与えるため、式から消えます。これにより、反応物や生成物が一つしかない反応でも、使用しない係数を 0 に設定するだけで対応できます（濃度の値は不問）。

Kc と Kp

気相反応では、平衡定数を分圧で表すこともあります。

Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c (RT)^{\Delta n}

ここで R = 0.08206 L·atm/(mol·K)、T は絶対温度（K）、Δn は気体の全モル数の変化（気相生成物のモル数マイナス気相反応物のモル数）です。Δn = 0 のとき、Kp と Kc は数値的に等しくなります。

反応商 Q

反応商 Q は Kc と代数的に同じ形式ですが、平衡時でなく任意の時点での濃度を使用します。Q と Kc を比較することで反応の進む方向を予測できます。

  • Q < Kc：反応は正方向（生成物方向）へ進む
  • Q > Kc：反応は逆方向（反応物方向）へ進む
  • Q = Kc：系は平衡状態にある

温度の影響

Kc は温度のみの関数です。発熱反応では温度を上げると平衡が反応物側にシフトし、Kc が低下します。吸熱反応では温度を上げると平衡が生成物側にシフトし、Kc が増大します。触媒や濃度変化は Kc を変えず、平衡に達するまでの速度にのみ影響します。

よくある質問 (FAQ)

平衡定数の式はどのようなものですか？

一般的な反応 aA + bB ⇌ cC + dD に対する濃度基準の平衡定数は Kc = ([C]^c · [D]^d) / ([A]^a · [B]^b) で表されます。角括弧は平衡時のモル濃度を表し、指数は平衡式の化学量論係数です。純固体および純液体は濃度が一定であり Kc に吸収されるため、式から除外されます。

Kc の値は何を示していますか？

Kc は平衡時における生成物濃度と反応物濃度の比を定量化します。Kc >> 1 であれば反応は右に大きく偏り生成物が主体、Kc << 1 であれば反応は左に偏り反応物が主体、Kc ≈ 1 であれば両側がほぼ同量存在します。Kc は温度のみに依存し、初濃度や触媒の使用に依存しません。

Kc と Kp の違いは何ですか？

Kc はモル濃度（mol/L）を使い、Kp は分圧（atm または Pa）を使って気相反応に適用されます。両者の関係は Kp = Kc · (RT)^Δn であり、R は気体定数、T は絶対温度（K）、Δn は気体の全モル数の変化（気相生成物のモル数マイナス気相反応物のモル数）です。Δn = 0 のとき、Kp と Kc は数値的に等しくなります。

反応商 Q と Kc の違いは何ですか？

反応商 Q は Kc と代数的に同じ形式ですが、平衡値ではなく任意の時点での濃度を使用します。Q を Kc と比較することで、反応が進む方向を予測できます。Q < Kc なら反応は右方向（生成物側）に進んで平衡に達し、Q > Kc なら左方向（反応物側）に進み、Q = Kc なら系はすでに平衡状態にあります。

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