화학 평형 개념

화학적 평형은 반응물과 생성물이 농도에 존재하며 시간이 지남에 따라 더 변화하는 경향이없는 상태로 정의됩니다. 현재의 특정 시스템의 특성에는 관찰 가능한 변화가 없습니다. 전방 및 후진 반응의 평형 속도는 동일합니다.

예를 들어, 평형 상태에서 반응물과 생성물의 혼합물

평형에서, 두 개의 반대 반응이 동일한 속도로 발생하므로 관련된 물질에는 변화가 없습니다. 이 특정 지점에서 반응은 완전한 것으로 간주되어야합니다. 평형의 정량적 제형은 가역적 반응 A ⇋ B + C, 오른쪽에 대한 반응의 속도 인 R1이며, 이는 대량 법률 행동에 기초한 수학적 표현에 의해 주어진다. "r1 =k1 [a]", 여기서 K1은 비율입니다. [A]는 반응물 A의 농도로 표현됩니다.

반응의 전방 및 후진 속도는 반드시 화학적 평형에 대해 조절해야합니다.

Van't Hoff 방정식에 의해 관찰 된 온도 의존적 공식입니다. 촉매 첨가는 동일한 방식으로 후진 및 전방 반응에 영향을 줄 수 있으며 평형 상수에 영향을 미치지 않습니다. 두 반응은 촉매의 도움으로 속도를 높이고 평형 속도에 도달 할 수있는 속도를 증가시킵니다.

화학적 평형 법칙은 화학 반응에서의 전방 및 후진 반응 속도와 변화율을 올바르게 이해하는 데 도움이됩니다.

화학 평형 법칙

전달 반응 속도 =후진 반응의 속도.

위에서 언급 한 공식은 화학 평형 법칙으로 알려져 있습니다. 여기서 k는 평형 상수이며 생성물의 몰 농도를 정의합니다. 이 비율은 화학 행동을 이해하고 분석하는 데 사용되는 반응물 및 제품의 양을 정의합니다.

이 상수는 반응물의 부분 압력 및 가스상 반응을위한 생성물로 제시 될 수있다. 이것이 부분 압력으로 표현되면, k는 KP로 표시됩니다.

KP =PCC X PDD / PAA X PBB

여기서, PA, PB, PC, PD는 반응의 혼합물에서 A, B, C, D의 부분 압력이다.

화학 평형의 예

예를 들어, 수소와 요오드에 대한 실험을 분석하겠습니다. 이 두 제품의 증기는 일정한 온도에서 폐쇄 용기에 보관됩니다. 반응이 진행되기 시작한 다음 요오드와 수소의 일부를 요오드화 수소로 변환함으로써 일정 시간 후에 정지됩니다. 과정을 중단하는 이유는 두 상수가 특정 역학 지점에 도달 한 후 평형 수준에 도달했기 때문입니다.

마찬가지로, 폐쇄 용기에 어느 정도의 요오드화 수소를 가져 와서 얼마 후 같은 일정한 온도로 유지하겠습니다. 그것은 수소 분자와 요오드 분자로 전환 될 것이다. 따라서 나머지 제품은 변경되지 않습니다. 그러나, 두 상수는 동일하게 유지되며 실험과 반응 모두에서 고정 될 것이다. 동적 단계에 도달하는 것을 평형이라고합니다.

화학 평형 유형

화학적 평형의 법칙은 균질 평형과 이질적인 평형의 두 가지 유형입니다.

균질 평형

이러한 유형의 평형에서, 모든 반응 성분은 고체, 가스 또는 액체와 같은 물질의 한 단계에서 언급된다. 이러한 유형의 반응은 세 가지 다른 방식으로 분류됩니다.

두더지 수가 없을 때의 반응은 시스템의 그물을 변경합니다 (ΔN =0).
반응 시간 (ΔN =+ve)으로 인해 두더지 번호가 증가합니다.
반응 시간으로 인해 두더지 수가 줄어 듭니다. (ΔN =-Ve).

예

h2 (g) + i2 (g) ⇌ 2hi (g), (ΔN =0)

PCL5 cl PCL3 + CL2, (ΔN =+ VE)

n2 + 3H2 3 2NH3, (ΔN =-Ve)

이종 평형

이러한 유형의 평형에서, 반응 성분은 동일한 물질 단계에서 유지되지 않습니다. 예를 들어, 탄산 칼슘은 산화 칼슘과 이산화탄소로 분해됩니다.

CACO3 (S) ⇌ CAO (S) + CO2

방정식에는 화학적 평형의 세 단계가 포함됩니다.

화학 평형 법칙의 열역학적 유도

화학적 평형 법칙의 열역학적 유도는이 시스템에서 모든 종류의 직접 또는 역 반응이 가능하다고 명시되어있다. 이 프로세스가 임의의 비율 또는 시스템에서 발생하는 경우, 반응은 두 가지 다른 방향으로 진행될 수 있습니다. 따라서, 모든 시스템의 거시적 파라미터는 반응 물질의 농도와 특정 온도에서 상수 사이의 관계를 변화시키지 않는다. 임의의 화학 반응의 평형은 ∑νiμi =0으로 제시 될 수 있으며, 여기서 μi는 각 성분의 화학 전위를 나타낸다. 또한, νi는 반응의 각 성분의 화학량 론적 계수이다.

결론

평형 상태는 반응물 및 항목의 중앙화에서 순 변화가없는 상태입니다. 하모니에서 명백한 변화가없는 방식에 관계없이 모든 복합 반응이 중단되었음을 의미하지는 않습니다.