화학 평형: 평형 상수 K

 

 

질량 작용의 법칙(Law of Mass Action)

반응 aA + bB <-> cC + dD (A, B, C, D는 반응에 동원되는 화합물이고 a, b, c, d는 균형을 맞춘 반응식의 계수) 은 *이런 평형식*으로 나타낼 수 있다는 법칙

이런 평형식:

[ ] 괄호의 의미는 '괄호 속 화학종이 평형 상태에 있을 때의 농도' 이다. 예를 들어 [C] 는 C가 평형 상태에 있을 때의 농도, 즉 C의 평형 농도(equilibrium concentration)이다.

K는 평형 상수(equilibrium constant)이다. 질량 작용의 법칙을 통해 반응을 평형식으로서 나타낸 결과물이 바로 평형 상수이다. 평형 상수는 단위가 없는 값이다.

 

 

예제: 평형상수 K 쓰기

다음 반응에 대한 평형상수를 써라.

4NH3(g) + 7O2(g) <-> 4NO2(g) + 6H2O(g)

분모에는 반응물들의 곱이, 분자에는 생성물들의 곱이 자리한다. 반응물들과 생성물들의 계수인 4, 7, 4, 6은 K에서 각각 해당 반응물들과 생성물들의 차수가 된다.

 

 

예제: 평형상수 K 계산하기

이 반응식의 K 값을 구하여라.

N2(g) + 3H2(g) <-> 2NH3(g)

[NH3] = 3.1x10^-2 mol/L

[N2] = 8.5 x 10^-1 mol/L

[H2] = 3.1 x 10^-3 mol/L

=

=

=

 

* 위 반응의 역반응인 2NH3(g) <-> N2(g) + 3H2(g) 반응식에서의 평형 상수는 위에서 구한 K 값의 역수, 즉 1/K = 1/3.8*10^4이다. (정반응의 평형식은 역반응의 평형식과 역수 관계이다.)