反應商

在化學中，一個反應商（英語：Reaction quotient，常以Q_r或Q表示^[1]）是一個活性度或反應內化學物濃度的函數。在化學平衡這個特殊情況下，該反應的反應商等於平衡常數。

定義

在一個一般的化學反應中，反應物A分量為α摩爾，反應物B分量為β摩爾，給出產物S為σ摩爾及產物T為τ摩爾，則化學方程可以寫成

αA + βB ⇌ σS + τT

雖然在許多情況下，反應物可能接近完全反應，但該方程仍被寫成一個平衡。混合A和B並允許反應時，反應商，Q_r定義為^[2]:

${\displaystyle Q_{r}={\frac {\left\{S_{t}\right\}^{\sigma }\left\{T_{t}\right\}^{\tau }}{\left\{A_{t}\right\}^{\alpha }\left\{B_{t}\right\}^{\beta }}}}$

當中{X_t}表示X在時間t的瞬時活性度。^[3]一個更加通用的定義是：

${\displaystyle Q_{r}={\frac {\prod _{j}a_{j}^{\nu _{j}}}{\prod _{i}a_{i}^{\nu _{i}}}}}$

當中П_j是變量對於所有的下標j的積，對П_i亦同樣，該分數的分子，是反應物活性度的反應系數ν_j次冪的乘積，而分母則為對產物的相似做法。所有的活性皆指時間t。

隨着時間過去，假設沒有能量障礙的情況下，反應與生成物發生反應，因此反應商數會改變。最後，化物的活性度成為常數，這個時候混合物便可以說成達至平衡。因此，平衡常數K則可以符號寫成為

K = Q_r（t→∞）

實際上，在大部分反應中，混合物會在有限時間內達至化學平衡。

與平衡位置關係

• 如果Q_r < K，反應向右移，即正反應速度大於逆反應。
• 如果Q_r > K，反應向左移，即逆反應速度大於正反應。
• 如果Q_r = K，則反應達平衡狀態。

根據范特霍夫等溫公式推導，反應商Q_r與吉布斯能（ΔG）及標準形態的吉布斯能（ΔG⁰）的關係如下：

ΔG = ΔG⁰ + RT ln Q_r

外部連結

反應商教學（英語）

• tutorial I（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• tutorial II（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• tutorial III

相關條目

• 化學平衡
• 平衡常數
• 勒沙特列原理
• 活性度
• 活性係數

參考

1. Cohen, E Richard; Cvitas, Tom; Frey, Jeremy G; Holström, Bertil; Kuchitsu, Kozo; Marquardt, Roberto; Mills, Ian; Pavese, Franco; Quack, Martin (編). Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry: 3. Cambridge: Royal Society of Chemistry. 2007. ISBN 978-0-85404-433-7. doi:10.1039/9781847557889 （英語）.
2. Zumdahl, Steven; Zumdahl, Susan. Chemistry 6th Edition. Houghton Mifflin Company. 2003. ISBN 0-618-22158-1.
3. 在某些情況下（見化學平衡）某個項，例如{A}，可能以一個長期的濃度[A]取代，那麼反應商與平衡常數都盡濃度商。