평형 상수 K는 평형에서 반응물과 반응의 생성물 사이의 관계를 정의합니다. 전달 반응 속도와 후진 반응의 속도가 동일 할 때 반응은 평형에 도달합니다. 모든 반응물과 모든 생성물의 농도는 평형에서 일정합니다. 반응 Qualient Q라는 유사한 상수는 반응물이 평형 상태에 있지 않을 때 사용됩니다. KC와 같습니다.
평형 상수는 무엇입니까?
평형 상수는 화학량 론적 계수로 올라가는 평형에서의 생성물 농도의 비율, 평형에서 반응물의 농도로, 화학량 론적 계수로 상승하는 비율이다.
예를 들어, 가역적 반응 :
AA + BB =CC + DD
그런 다음 평형 상수 K는 다음과 같습니다.
여기서,
[A] =A의 평형 농도
[B] =B의 평형 농도
[C] =C
의 평형 농도[d] =d의 평형 농도
가스를 포함하는 반응의 경우 평형 상수는 가스의 부분 압력 측면에서 작성됩니다.
여기서 KP는 부분 압력 측면에서 평형 상수를 정의합니다.
- kc / kp의 더 큰 값은 더 높은 생성물 형성과 더 높은 전환율을 나타냅니다.
- 낮은 KC / KP 값은 제품 형성이 낮아지고 전환율이 낮습니다.
- 중간 kc / kp 값은 최적의 제품 형성을 나타냅니다.
평형 상수의 특성
평형 상수의 특성을 이해하는 것은 평형 상수를 계산하는 데 도움이되기 때문에 중요합니다.
- 평형 상수는 주어진 온도에서 각 반응에 대해 명확한 값을 갖습니다. .
- 평형 상수의 값은 초기 반응물 농도와 무관합니다.
- 촉매의 존재는 평형 상수에 영향을 미치지 않습니다. 이것은 촉매가 전방 및 후진 반응 속도에 동등한 영향을 미치기 때문입니다.
- 동일한 반응의 경우, 평형 상수의 값은 온도의 변화에 따라 변화합니다.
- 역 평형의 평형 상수는 초기 평형의 역수입니다.
- 반응의 화학량 론의 변화는 동일한 양으로 평형 상수의 힘의 변화를 초래합니다.
예를 들어, 반응의 경우 a + b =c + d
평형 상수는 k
입니다그런 다음 반응 3a + 3b =3c + 3d
평형 상수는 k3
입니다- 최종 생성물로 이어지는 단계적 다중 평형의 경우, 순 평형 상수는 각 단계 평형 상수의 생성물과 동일합니다. 따라서 순 평형 상수 k =k1 k2 k3
- 평형 반응은 동시에 발생하며 동일한 제품을 생성합니다. 반응의 평형 상수는 일정하게 유지됩니다. 일반적인 생성물의 농도가 높기 때문에 제품 농도가 감소합니다.
평형 상수에 영향을 미치는 요인
- 제거 된 반응물 또는 생성물의 농도는 제거 된 물질을 보충하는 방향으로 반응에 의해 방출된다. 반응물 또는 생성물의 농도가 변할 때 화학 평형에서 혼합물의 조성이 변화합니다.
- 부피의 변화는 압력의 변화를 유발합니다. 압력이 변하면 가스 반응물 및 제품의 총 수가 변경되어 기체 반응을 변형시킵니다.
- 반응 속도는 또한 온도 변화에 의해 영향을받습니다. 발열 반응의 평형 상수는 온도가 상승함에 따라 감소합니다.
평형 농도 계산
- 첫 번째 단계는 평형 상수 공식의 값을 대체하는 것입니다.
- 다음으로, 반응물 및 생성물의 몰 농도 또는 부분 압력을 결정하십시오.
- 차트를 사용하여 모든 평형 상수 또는 부분 압력을 결정합니다.
- 평형 공식으로 대체하고 k. 를 해결하십시오
예를 들면 :
0.100 m NO, 0.050 m H2, 0.100 m H2O의 혼합물은 평형에 도달하도록 허용되었다 (처음에는 반응에 N2가 없음). 평형에서 NO의 농도는 0.062 M 인 것으로 밝혀졌습니다. 반응에 대한 평형 상수 K의 값을 찾으십시오 :
2 NO + 2 H2 =N2 + 2 H2O
해결책 :
반응의 평형 발현은
입니다
- KC가 사용되고 있기 때문에 양이 리터당 두더지로 표현되는지 확인하십시오 (Molarity)
- 초기 농도, 농도 변화 및 평형 농도를 나타내는 반응에서 각 종에 대한 얼음 차트를 만듭니다. 차트는 각 종의 농도 변화와 평형 농도의 변화를 보여줍니다. 우리는 예를 바탕으로 다음 정보로 시작합니다.
NO 농도의 차이는 (0.062 m -0.100m) =-0.038 M. 결과적으로 -2x =-0.038 및 x =0.019입니다. 음의 부호는 음의 농도가 아닌 농도 감소를 나타냅니다.
| 아니요 | H2 | n2 | h2o | |
| 초기 농도 | 0.100 | 0.0500 | 0 | 0.100 |
| 농도 변화 | -2x | -2x | +x | +2x |
| 평형 농도 | 0.062 |
평형 농도를 평형 발현으로 대체하여 KC를 해결하십시오.
=650 또는 6.5 x 102
결론
평형 상수 K는 평형에서 생성물과 반응물 사이의 관계를 정의합니다. 값이 주어지면 평형 농도를 계산하는 것은 쉽습니다. 화학적 평형의 법칙에 따르면 특정 상태, 즉 평형을 달성 한 후 반응물 또는 생성물의 농도에는 변화가 없다고 명시되어 있습니다. 어느 방향에서 (앞뒤로) 화학적 평형을 얻는 것이 가능합니다. 이는 역동적이며, 이는 속도가 생성물 및 반응물의 농도의 변화없이 동일하다는 것을 의미합니다. 온도, 압력 및 농도의 변화에 따른 평형 일정한 변화. 촉매는 농도의 변화없이 평형 상태를 달성하는 시간을 증가 시키거나 감소시킬 수 있습니다. 또한 농도가 감소하면 반응물이 균형을 바꾸고 뒤로 이동합니다. 반면에, 생성물 농도가 증가하면 평형이 뒤로 위치로 이동하고 감소하면 전방 경로로갑니다.
| 아니요 | H2 | n2 | h2o | |
| 초기 농도 | 0.100 | 0.0500 | 0 | 0.100 |
| 농도 변화 | -0.038 | -0.038 | +0.019 | +0.038 |
| 평형 농도 | 0.062 | 0.012 | 0.019 | 0.138 |