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平衡定数(へいこうていすう、英: equilibrium constant[1])は、化学反応の平衡状態を、物質の存在比で表したもの[2]。
定義
平衡定数は通例 K で表され、反応ギブズエネルギーΔGと以下の関係にある:
ここで、R は気体定数、T は熱力学温度である。平衡定数は量論数を冪とした生成物と反応物の活量の比である。
たとえば
という反応では、
である。ただしaは各物質の活量で、平衡定数は無次元量である。この定義式は、平衡状態における化学ポテンシャルのつりあいから導かれる[3]。
活量は、モル分率、フガシティーや分圧を基準圧力1 barで除したもの、あるいは濃度を基準濃度1 mol/Lで除したものなどで近似される。しかしながら、上記の物理量を無次元化せずに平衡定数を表すこともある。
分圧を用いた場合特に圧平衡定数 KP と呼ばれる[注 1]。上記の反応の場合、圧平衡定数は、
となる。ただし P° は基準圧力(1 bar)である。
また、溶液中の化学においては、会合定数や結合定数とも同意義で利用されている。[5]