14.3:

14.3: 기체 반응과 불균일계 반응의 평형

Homogeneous Equilibria for Gaseous Reactions

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Homogeneous Equilibria for Gaseous Reactions

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02:15 min

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September 24, 2020

기체 반응을 위한 동질적인 평형

가스상 반응의 경우, 평형 상수는 반응제 및 제품의 어금니농도(K_c)또는 부분 압력(K_p)의관점에서 발현될 수 있다. 이 두 K 값 간의 관계는 단순히 이상적인 가스 방정식과 어금니정의 정의에서 파생될 수 있습니다. 이상적인 가스 방정식에 따르면:

어금니 농도 또는 어모는 볼륨으로 나눈 두더지의 수에 의해 주어집니다:

따라서

P가 부분압력인 경우, V는 부피이고, n은 두더지의 수이고, R은 가스 상수, T는 온도이고, M은 어금니 농도이다.

가스 상 반응: m A + n B ⇌ x C + y D

그래서_KC와 _KP의 관계는

여기서 Δn은 제품 및 반응제 가스의 어금다량의 차이입니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 13.2 평형 상수에서 적응되었습니다.

Transcript

반응물과 생성물이 모두 기체인 화학 반응의 경우 평형 상수도 몰 농도보다는 개별적인 부분 압력을 사용하여 계산할 수 있습니다. 따라서 기체 A와 B가 역반응에서 기체 C와 D로 변환될 때, 평형식은 각 기체의 부분 압력으로 대신 작성될 수 있으며 각 기체의 부분 압력은 화학양론계수로 제곱됩니다. 평형 상수는 Kp로 지정됩니다.

여기서 첨자 p는 압력을 나타냅니다. 주어진 기체 반응의 경우 기체의 부분 압력과 몰 농도는 별개의 값이기 때문에 Kp는 반드시 Kc와 같다고 볼 수 없습니다. 그러나 이상적인 기체 방정식과 몰 농도의 정의를 사용하여 두 상수 사이의 관계를 도출할 수 있습니다.

이 관계를 유도하기 위해 주어진 화학 반응에 대한 Kc와 Kp의 평형식을 고려합니다. 이상적인 기체 방정식에서는 기체의 압력과 해당 온도에서 몰의 수 및 부피를 연관시킵니다. 이상적인 기체 방정식에서 몰 비를 몰 농도에 대한 부피로 치환하여 몰 농도의 관점에서 이상 기체의 압력을 표현할 수 있습니다.

이러한 방식으로 Kp에 대한 표현식의 개별 부분 압력은 각 기체에 해당하는 농도로 대체할 수 있습니다. 화학양론계수는 변경되지 않습니다. 수정된 Kp 식에서, 생성물의 농도와 반응물의 농도의 비율로 Kc를 대체할 수 있습니다.

이 방정식은 두 상수 간의 관계를 나타냅니다-Kp는 Kc 곱하기 RT에 생성물의 계수의 합에서 반응물 계수의 합을 뺀 값을 제곱한 것과 같습니다. 기체 반응물과 생성물의 계수 간의 차이를 델타 n이라고 표현할 수 있습니다.