화학평형과 르샤틀리에의 원리

목차

서론 .......................................... 3

본론
1. 평형의 정의 ......................................... 3
2. 평형상수 ............................................ 3
3. 평형상수의 이용 .................................. 5
4. 고체를 포함하는 평형 .......................... 6
5. Le Chatelier의 원리 ............................ 7
6. 외부영향이 화학평형에 미치는 영향 ..... 7

결론 ........................................... 9

참고문헌 .................................... 10

본문내용

나타내였다. 이 그림에서 정반응이 흡열반응임을 관찰할 수가 있다. 여기서 중요한 점은 온도를 변화시키면 부피가 일정하고 물질을 가하거나 제거하지 않더라도 농도가 변한다는 사실이다. 계는 새로운 평형에 도달하고 질량작용 표현식의 지수가 변한다. 다시 말하면 온도가 변하면 평형상수가 변한다. 우리는 반응열의 부호로부터 온도에 따른 K의 변화를 예측할 수 있다. 발열반응인 암모니아 생성반응에 대한 평형법칙에서 변화의 방향을 예측하여 보자.
=
온도를 올리면 암모니아의 농도가 감소하는 반면 수소와 질소의 농도는 증가한다. 그러므로 질량 작용 표현식의 분자는 작아지고 분모는 커진다. 이에 따라 반응지수가 작아지며 평형상수 역시 작아진다. 물론 흡열반응의 경우에는 정확히 반대 현상이 생긴다.
발열반응에서 온도를 올리면 평형상수는 작아진다.
④ 촉매의 효과
촉매란 반응에 실제로 사용되지 않으면서 반응 속도를 증가시키는 물질이다. 그러나, 촉매는 계의 평형의 위치를 변화시키지 않는다. 이는 촉매가 정반응과 역반응 모두에 똑같이 영향을 주기 때문이다. 두 과정 모두를 같은 속도로 증가시키므로 촉매를 가하여도 평형의 조성에는 영향이 없다. 촉매의 유일한 효과는 계가 평형에 빨리 도달하게 하는 것이다.
⑤ 일정 부피에서 불활성 기체의 첨가
부피의 변화만이 기체의 반응물과 생성물로 이루어진 평형계의 압력을 변화시키는 유일한 방법은 아니다. 압력은 부피를 일정하게 유지하면서, 다른 기체를 가하여도 변한다. 만약 가해준 기체가 이미 존재하는 기체와 반응하지 않는다면(가해준 기체가 평형에서 불활성이라면) 반응물과 생성물의 농도는 변하지 않는다. 농도는 속도식을 계속하여 만족시키며 반응지수는 평형상수 Kc와 같고 따라서 평형의 위치는 변함이 없을 것이다.
<결론>
화학반응은 조성이 일정하고 더 이상 반응하려는 경향이 없을 때 평형에 이르렀다고 하는데 이러한 화학평형은 동적평형이다. 다시 말해 정반응과 역반응이 계속 진행되고 있으나 두 반응의 속도는 동일하여 변화가 없는 상태를 유지하고 있는 것이다. 평형상수는 화학반응의 평형조성을 알려주고 반응에 관여한 화학종의 농도 및 압력에는 무관하고 온도에만 영향을 받는다.
균일반응에서 모든 화학종들은 같은상을 갖는 반면 비균일 반응에서는 둘이상의 상을 갖는데 이 각각의 반응이 평형에 도달했을 때 각각 균일평형과 비균일 평형이라 한다. 순수한 고체의 농도는 일정하기 때문에 비균일 반응에서의 평형상수에 포함시킬 수 있다. 고체의 분해반응에 의해 어떤 기체 생성물이 만들어지는 경우 평형 상수는 주어진 온도에서의 고체의 분해압력과 같게 된다.
Le Chatelier의 원리란 평형인 화학 반응에서 반응조건이 변화되었을 때, 조성은 이 반응 조건의 변화를 최소화하는 방향으로 조절된다는 것이다. 이 원리는 정성적인 예측에 이용되는데 이러한 정성적 예측은 평형상수를 이용해 정량적으로 해석하고 표현될 수 있다.
평형상태에 있는 반응에서 어떤 물질의 농도를 인위적으로 증가시키면 이 반응은 농도증가를 최소화하려고 평형조성을 적절히 변화시킨다. 기체들을 포함하는 반응에서는 압력을 증가시키면 기체분자수를 줄이려는 방향으로 조성이 바뀌게 되고 기체를 포함하지 않는 화학 반응의 평형은 압력변화에 민감하지 않다. 온도증가에 따른 평형위치는 흡열반응의 경우에는 정반응, 발열반응의 경우에는 역반응 쪽으로 이동된다. 촉매의 존재는 평형의 위치는 변화시키지 못하고 오직 반응속도에만 영향을 미친다.
<참고문헌>
일반화학. 대학화학교재편찬회 역 탐구당
화학, 물질과 그 변화를 중심으로. Brady & Holum 자유아카데미
물리화학 서교택, 허권 외 2명 자유아카데미

키워드

화학평형,   평형상수,   르샤틀리에의 원리,   평형에 미치는 영향