화학 평형: 학습 가이드

핵심 개념

평형에서는 정반응과 역반응이 같은 속도로 진행되어 농도가 더 이상 변하지 않는다. 평형 상수 K는 반응이 어디까지 진행되는지를 보여 주고, 르샤틀리에 원리는 평형이 어떻게 이동하는지를 예측한다.

• aA + bB ⇌ cC + dD에서 K_c = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ)이다. 순수한 고체와 액체는 식에 넣지 않는다.
• 반응 지수 Q를 K와 비교한다. Q < K이면 정반응, Q > K이면 역반응으로 진행하고 Q = K이면 평형이다.
• 르샤틀리에: 변화를 받은 계는 그 변화를 줄이는 방향으로 이동한다. 반응물을 더하면 평형이 오른쪽으로 이동하고 온도를 올리면 흡열 방향이 유리하다.
• 기체에서는 K_p = K_c(RT)^Δn이고, 난용성 염의 K_sp는 이온 농도를 계수로 거듭제곱한 곱이다.

핵심 식

• K_c = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ)
• Q vs K
• K_p = K_c(RT)^Δn
• K_sp = [M]ᵐ[X]ˣ

풀이 예제

N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃의 평형 농도가 [N₂] = 0.50, [H₂] = 0.20, [NH₃] = 0.10 mol/L이면 K_c = 0.10² ÷ (0.50 × 0.20³) = 0.010 ÷ 0.0040 = 2.5이다. K_sp = 1.8 × 10⁻¹⁰인 AgCl의 용해도는 s = √K_sp = 1.3 × 10⁻⁵ mol/L이다.

자주 하는 실수

• 분자에 생성물이 아니라 반응물의 농도를 놓는 것.
• 순수한 고체나 액체를 K의 식에 넣는 것.
• 촉매가 K의 값을 바꾼다고 생각하는 것. 촉매는 두 방향을 똑같이 빠르게 하며 평형에 더 빨리 도달하게 할 뿐이다.

연습

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