평형 상수: 두 판 사이의 차이

:'''평형상수와 반응지수''' 화학반응이 아직 평형에 도달하지 않은 상태일 때, 처음 농도를 평형상수 수식에 넣어 얻어진 양을 '''반응지수(reaction quotient, )'''라 한다. 와 값을 비교하여 알짜 반응이 평형에 이르기까지 진행할 방향을 예측할 수 있다.

:∙<math>Q_c</math> <<math>K_c</math>: 반응물에 대한 생성물의 초기 농도의 비가 너무 작다. 평형에 이르기 위해서는 반응물이 생성물로 전환되어야 한다. 계는 평형에 이르도록 왼쪽에서 오른쪽으로(반응물을 소모하여 생성물을 생성하면서) 진행한다.

:∙<math>Q_c</math> =<math>K_c</math>: 초기 농도가 평형 농도이다. 계는 평형 상태에 있다.

:'''3.1 압력평형상수'''

<math>C=\frac{n}{V}=\frac{P}{RT}</math> 이다. 따라서 농도평형상수와 압력평형상수 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.   <br />   K_p = K_c(RT)^Δn <br /> Δn = (c+d)-(a+b) : 생성물의 계수 합에서 반응물의 계수 합을 뺀 값 <br />그러므로 기체 평형의 경우 농도평형상수는 압력평형상수에 비례한다. 즉, 압력평형상수를 사용하여도 화학현상을 설명하는 데 문제가 없다. 기체의 경우 농도보다는 부분압을 써서 나타내는 것이 보다 편리하기 때문에 압력평형상수를 주로 사용한다.

:<math>K=\frac{a_(BR)^n\bullet a_A^m}{a_B^n\bullet a_(AR)^m}</math>

:'''3.3 혼용된 평형상수''' 해양학에서 자주 쓰는 혼용된 평형상수는 온도, 압력에 더해 염분의 함수로 규정되며 K가 아니라  K'로 표시한다^[2]. 여기서는 각 인자의 영향을 자세하게 논의하지 않고 결과만을 요약해서 소개하려고 한다. 해양의 표면에서 깊은 곳으로 내려가면서 온도는 내려가고 압력은 올라가는데, 이때 일어나는 변화를 탄산의 해리를 예로 들면 다음과 같다. 온도가 내려가면 K'은 작아지고, 압력이 커져도 K'은 작아진다. 염분이 줄어들면 K'이 작아진다. 어떤 평형상수를 골라 쓰는가에 따라 화학종의 농도에 대한 계산 결과가 크게 달라질 수 있다. 따라서 해양의 경우에는 배경 매체가 단순하지 않아서 인공 해수로 구한 것들이 많이 쓰이고 있다. 앞으로는 천연 해수에 대한 값이 쓰여야 할 것이다. [1] 실제 열역학에서는 통상적으로 []로 표시한 총화학량 농도가 아니라 { }로 표시하는 활동도로 정의되어 있다. 그런데 해양학같이 활동도 개념을 엄밀하게 적용하기 어려운 경우에는 활동도와 총화학량 농도를 섞어 쓰는 체계를 주로 사용한다. 활동도의 적용은 극히 드물어서 pH(수소이온 활동도)에만 국한하여 쓰는 경우가 많다. [2] 평형상수식의 입력값을 총화학량 농도로 표기한 경우에는 농도 평형상수(stoichiometric equilibrium constant)라 구분지어 부르며 통상 K'으로 표기한다.

:'''3.4 물리화학에서의 평형상수''' 반응물과 생성물의 표준 몰 gibbs 에너지의 차를 표준 반응 gibbs 에너지 라고 한다. 평형에서는 Δ_rG = 0이다. 그리고 평형에서의 부분 압력들의 비는 K로 나타낸다.

:<math>-\vartriangle rG^\circ = RT ln k</math> 이 관계식은 화학 열역학에서 가장 중요한 식의 하나다. <br />-'''상이한 온도에서의 K값''' 어느 한 온도 T₁에서의 평형 상수 값 K₁을 이용하여 다른 온도 T₂에서의 평형 상수를 구하려면 두 온도 사이에서 적분을 이용하면 된다.