화학평형 (4) - 반응 진척도와 반응식을 이용한 해석

 

 

 

화학평형 (3)에서 반응 진척도에 대해 알아보았습니다.

여태까지 익힌 식을 통해 화학반응식의 예시를 들어 이 진척도의 해석을 살펴보도록 하겠습니다.

\(N_2O_4 -> 2NO_2\) 의 반응식으로 살펴보도록 하겠습니다.

반응식

진척도에 의해 몰수가 변화하기 때문에

초기 몰 수 1,0 에서 반응을 하면 각각 1-\(\xi\) , 2\(\xi\) 가 됩니다.

이때 전체 몰수가  1-\(\xi\) + 2\(\xi\) 이고

결과적으로 몰 수 \(\frac{1-\xi}{1+\xi}\), \(\frac{2\xi}{1+\xi}\)를 얻게 됩니다.

이때 평형상수 K = \(\frac{(X_{NO_2})^2}{X_{N_2O_4}}\) 이 됩니다. - 분압법칙을 적용해 몰분율을 적용한 값 입니다.

이것이 바로 지금까지 알아봤던 활동도의 곱을 적용한 예시입니다.

따라서 K = \(\frac{(\frac{2\xi}{1+\xi})^2(\frac{p}{p_0})}{\frac{1-\xi}{1+\xi}}\) 이 됩니다.

 

또 다른 예시를 들어보도록 하겠습니다.

\(N_2\) + 3\(H_2\) -> 2\(NH_3\) 을 생각해보면

 

이러한 과정을 보입니다.

이떄 초기 질소와 수소가 동일양이 있다고 가정했을 경우 입니다.

따라서  K = \(\frac{(\frac{2\xi}{2-2\xi})^2}{(\frac{1-\xi}{2-2\xi})(\frac{1-3\xi}{2-2\xi})^3(\frac{p}{p_0})^2}\)

임을 알 수 있습니다.