今回のテーマは、「気液平衡」です。

気液平衡は難しい言葉なので、身近な例から考えていきます。

今、２つのビーカーを用意しました。
１つには 80℃のお湯 、もう１つには 10℃の水 が入っています。
お湯からは湯気が出るため、蒸発するのがイメージできますね。
しかし、実は、水でも蒸発が起こっているのです。
「蒸発が起こっているのに、体積が変わっていない」 というのは、どういう仕組みなのでしょうか？
この秘密について、詳しく見ていきましょう。

先ほどの水の様子を、次の図のように表しました。

密閉容器の中に、ある温度の水が入っています。
その上の空間には、 水蒸気 が存在していますね。
みなさんに注目して欲しいのは、 水と水蒸気の間の状態変化 です。

白色の矢印が 蒸発 を表しています。
水が水蒸気になっていることがわかりますね。
しかし、実は、同時に水蒸気も水になっています。
黒色の矢印が 凝縮 を表しているわけです。

図では、白色の矢印と黒色の矢印の本数が同じですね。
これは、 蒸発する分子の数と凝縮する分子の数が同じ であることを表しています。
イメージとしては、 「水の粒は減っているが、同時に、同じ数だけ増えている」 ということです。

それにより、 「状態変化は起こっているのに、見かけ上は分子の数が変わっていない」 という状態になっているわけです。
この状態のことを、 「気液平衡」 と呼びます。

気液平衡の考え方は、少しイメージしにくいですね。
しかし、 「見かけ上、蒸発も凝縮も起こっていない」 というポイントだけは覚えておきましょう。