화학적 평형 가역적 반응에서 동일한 속도로 두 개의 반대 반응이 발생하는 상태로 정의 될 수 있습니다. 반응은 멈추지 않습니다.
화학적 평형의 예 예를 고려해 봅시다 :
2NO2 (g) → N2O4 (g)
No2는 적갈색이며 N2O4는 무색입니다. 25 ℃에서 밀봉 된 대피 유리 용기에 함유 된 NO2는 무색 N2O4로 전환되기 시작한다. 그러나 점차적으로, 갈색 강도는 일정하게 유지되며, NO2의 농도가 더 이상 변화하지 않는다는 것을 나타냅니다. 이 단계에서 평형 상태에 도달합니다.
반응이 유형 인 경우 : ja + kb ⇌ ic + md.
질량 행동의 법칙은 아래에 주어진 평형 표현으로 표시 될 수 있습니다.
k =[C] i [d] m a [a] j [b] k .
여기서 K는 평형 상수입니다.
i, j, m 및 k는 각각 a, b, c 및 d의 화학량 론적 계수입니다.
화학 평형의 유형 및 예
화학적 평형에는 두 가지 유형이 있습니다 :
(i) 균질 한
(ii) 이종.
균질 평형 :
모든 반응물과 생성물이 동일한 상태로 존재하는 가역적 반응, 즉 단 하나의 상만 존재하는 반응은 균질 반응이다. 이러한 반응에서 발생하는 평형은 균질 평형으로 알려져 있습니다.
균질 반응은 세 가지 유형으로 분류 될 수 있습니다 :
첫 번째 유형 : 분자의 수는 반응에서 변하지 않습니다. 예는 다음과 같습니다.
(a) H2 (g) + i2 (g) ⇌ 2hi (g).
(b) CH3COOH (L) + CH3CH2OH (L) ⇌ CH3COOCH2CH3 (L) + H2O (L).
두 번째 유형 : 반응에서 분자의 수가 증가합니다. 예는 다음과 같습니다.
(a) PCL5 (g) (PCL3 (g) + Cl2 (g).
(b) 2NH3 (g) ⇌ n2 (g) + 3H2 (g).
세 번째 유형 : 반응에서 분자의 수가 감소합니다. 예는 다음과 같습니다.
(a) n2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3 (g).
(b) 2SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2SO3 (g).
평형 상수의 값은 또한 이러한 반응의 특정 요인에 의존합니다.
- 반응의 표현 모드 : 생성물의 농도는 분자에있는 반면 반응물의 농도는 분모에 있습니다.
a + b a c + d.
여기에서 평형 상수 K는
로 작성 될 수 있습니다k =[c] [d]/[a] [b].
그러나 역 반응을 고려하면
c + d + a + b.
이제 k '=[a] [b]/[c] [d] =1/k.
- 화학량 론적 표현 : 가역적 반응이 2 개 이상의 화학량 론적 방정식으로 작성 될 수있는 경우, k의 값은 각각의 경우에 다릅니다. 균형 방정식에 값 n을 곱하면 새로운 평형 상수는 이제 k 입니다. n .
a+ b+ c+ d, k =[c] [d]/[a] [b].
na + nb ⇌ nc + nd, k '=[C] n [d] n / [a] n [b] n =k n .
- 농도 대신 부분 압력 사용 : 반응이 기체상에서 발생하는 경우, 물질의 부분 압력이 기체상의 농도에 비례하기 때문에 부분 압력이 농도 대신 사용될 수있다. .
이상적인 가스 방정식에서, pv =nrt,
또는 p =(n/v) rt =crt.
여기서 C는 단위 부피당 가스의 두더지입니다.
일반적인 반응을 위해
JA + KB⇌ LC + MD.
평형에서 부분 압력을 각각 PA, PB, PC 및 PD로 두십시오.
그래서 k p =(p c l ) (p d l ) / (p a j ) (p b k ).
=(C c × rt) l (C d rt) m / (C a rt) j (C b rt) k .
=[C] l [d] m /[a] j [b] k × (RT) (l+m)-(j+k) =k (rt) ∆N .
여기서, ∆N =기체 반응물 및 생성물에 대한 계수의 합의 차이.
평형 상수의 단위 :
K는 반응물과 생성물이 등마체 인 반응을위한 단위가 없습니다.
일반적으로 k =[m] ∆n.
의 단위여기서, m =mol litre-1 및 ∆N =기체 생성물의 두더지 가기성 각도의 기체 반응물의 수.
마찬가지로, kp =[atm] ∆n.
의 단위이종 평형 :
하나 이상의 상이 존재하는 가역적 반응은 이종 반응으로 알려져 있습니다. 이종 반응에서 발생하는 평형을 이질적인 평형이라고합니다.
예는 다음과 같습니다.
(a) CACO3 (S) ⇌ CAO (S) + CO2 (g).
(b) H2O (G) + C (S) ⇌ H2 (G) + CO (G).
탄산 칼슘의 분해의 예를 고려하고 평형 발현을 도출하려고한다면, 우리는 k '=[co 를 얻는다. 2 ] [Cao]/ [Caco 3 ].
그러나, 실험적으로, 순수한 고체 및 순수한 액체상의 농도는 이종 반응을 위해 평형 상수의 발현에서 나타나지 않는 것으로 결정되었다. 여기서, CACO3는 순수한 고체이다; 그것의 활동은 연합으로 간주됩니다. 마찬가지로, CAO의 활성은 기준 상태가 각각 순수한 CACO3 및 순수한 CAO이기 때문에 통일성이다.
따라서 평형 발현은
로 쓸 수 있습니다k =[CO2] (1)/ (1) =[CO2].
및 kp =pco2 (1) / (1) =pco2
일반화하기 위해, 우리는 순수한 고체 또는 순수한 액체의 경우 활동이 항상 1이라고 말할 수 있습니다.
결론
결론적으로, 우리는 두 가지 화학 반응 유형, 즉 가역적이고 돌이킬 수없는 반응이 있다고 말할 수 있습니다. 화학적 평형은 가역적 반응의 특징적인 특성이다. 평형 상태는 순방향 반응의 속도와 후진 또는 역 반응이 동일 한 상태입니다.
그러나 반응은 멈추지 않으므로 본질적으로 역동적입니다.
2 가지 유형의 화학적 평형 가 있습니다 - 이종과 균질.
모든 성분이 단계에있는 반응에서 발생하는 평형은 균질 평형이라고 불리는 반면, 둘 이상의 상이 있으면 평형은 이질적입니다.
