3 화학 평형

3. 화학 평형

일반적으로 화학 반응식에서 외쪽에서 오른쪽으로 진행되는 반응을 정반응, 오른쪽에서 왼쪽으로 진행되는 반응을 역반응이라 한다.

정반응과 역반응이 모두 가능한 반응

정반응만 가능하고 역반응이 불가능한 반응

화학 반응에서 침전의 형성, 기체의 발생, 물의 생성시는 비가역 반응이다.

정반응 속도와 역반응 속도가 같아서 겉보기에 반응이 정지한 것처럼 보이나, 실제로는 반응이 계속 진행 중인 상태

그림 6 평형 상태

A. 평형 상태에서의 정반응과 역반응의 속도 변화

B. 평형 상태에서의 반응물과 생성물의 농도 변화

평형에 도달한 반응에 온도, 압력, 농도를 변화를 주면 그 변화를 제거하는 방향으로 반응이 진행되어 새로운 평형에 도달한다.

반응계에 농도를 높이면 증가된 농도를 낮추는 방향으로, 농도를 낮추면 감소된 농도를 증가시키는 방향으로 반응이 진행된다.

이 반응에 염산을 첨가하면 염소이온의 농도가 증가하므로 염소이온의 농도를 감소시키는 정반응 쪽으로 반응이 진행되어 푸른색을 띠게 되고,

을 첨가하면

이 생겨 염화 이온이 감소하므로 역반응 쪽으로 반응이 진 행되어 분홍색을 띠게 된다.

반응계에 압력을 높이면 압력을 줄이기 위해 분자수가 감소하는 방향으로, 압력을 낮추면 압력을 높이기 위해 분자수가 증가하는 쪽으로 반응이 진행된다.

무색 적갈색

이 반응은 정반응 쪽으로 반응이 진행되면 분자수가 증가하므로 압력을 높이면 분자수가 감소하는 역반응 쪽으로, 압력을 낮추면 분자수가 증가하는 정반응 쪽으로 반응이 진행된다.

반응계를 가열하면 계의 온도를 낮추는 방향인 흡열반응 쪽으로, 반응계를 냉각시키면 온도를 높이는 방향인 발열반응 쪽으로 반응이 진행된다.

적갈색 무색

이 반응은 발열 반응이므로 가열하면 흡열반응인 역반응 쪽으로, 냉각하면 발열 반응인 정반응 쪽으로 반응이 진행된다.

이 반응은 정반응이 발열 반응, 분자수가 감소하는 반응이다.

암모니아의 수득률을 높이려면 정반응 쪽으로 반응을 진행시켜야 한다.

정반응 쪽으로 반응을 진행시키기 위해서는 온도를 낮추고, 압력을 높이며, 수소와 질소의 농도를 증가시키고, 암모니아의 농도를 감소시킨다.

난용성, 불용성염은 물에 녹기 어려우나 아주 적은 양이나마 녹아 평형을 이룬다.

용해도곱 상수는 온도가 일정하면 일정한 값을 유지한다.

용해도곱 상수가 클수록 용해도가 크다.

용액 중에 이온의 농도가 용해도곱 상수보다 크면 침전을 만든다.