I. 화학 평형 상수
일정 온도에서 역반응이 양수반응이나 역반응으로 시작되며 반응물의 초기 농도에 관계없이 결국 균형에 도달한다는 뜻이다. (윌리엄 셰익스피어, 역반응, 역반응, 역반응, 역반응, 역반응, 역반응, 역반응, 역반응) 이때 각 산물 농도의 화학량 여러 측의 곱과 각 반응물 농도의 화학량 여러 측의 곱 비율은 상수로, K 로 표현되어 화학균형 상수라고 한다. 균형 상수에는 일반적으로 농도 균형 상수와 압력 균형 상수가 포함됩니다.
2. 이 문제를 주의해라
균형 상수 표현식을 작성할 때 다음과 같은 문제를 염두에 두어야 합니다.
① 균형상수 표현식을 적용할 때 묽은 용액 중 물 분자의 농도를 생략할 수 있다. 묽은 용액의 밀도가 1 g/mL 에 가깝기 때문이다. 물의 질량 농도는 55.6 mol/L 로 화학적 변화 과정에서 물의 변화는 물 농도의 변화에 거의 영향을 주지 않기 때문에 물의 농도는 상수로 균형 상수에 통합될 수 있다.
용제로 물이 없는 용액에서의 반응에도 용제의 농도는 일정하다.
(2) 고체 물질이 반응에 참여할 때 분자간 충돌은 고체 표면에서만 발생할 수 있으며, 고체 물질의 수와 농도는 반응률과 균형에 영향을 미치지 않는다. 따라서 고체의 "농도" 를 상수로 사용하여 균형 상수의 표현식에 고체의 농도를 쓰지 않는다.
③ 화학균형상수의 표현은 화학방정식의 필기법과 관련이 있다. 같은 화학반응의 경우 표기법이 다르기 때문에 반응물과 산물의 화학계량도 다르고 균형상수도 다르다. 그러나 이러한 평형 상수는 서로 변환할 수 있습니다.
④ 화학 평형 시스템에 따라 평형 상수가 다르다. 균형 상수가 크다는 것은 산물의 균형 농도가 크고 반응물의 균형 농도가 상대적으로 작다는 것을 의미하며 반응이 더 완전하다는 것을 의미한다. 따라서 평형 상수는 반응의 정도를 나타낼 수 있다.
⑤ 일반적으로 K> 10 5 의 반응이 완전하다고 생각하는 반면 k
평형 상수의 숫자는 반응의 정도를 판단할 수 있다.
셋. 측정 방법
평형 상수는 실험방법으로 측정하거나 열역학 데이터로 계산할 수 있다.
실험 방법에는 일반적으로 화학적 방법과 물리적 방법이 포함됩니다.
화학방법
화학법은 화학분석을 통해 반응이 균형을 이룰 때 각 물질의 농도를 결정하는 것이다. 그러나 측정 과정에서 화학 시약 첨가가 화학균형을 어지럽히는 것을 막아야 한다. 따라서 화학 분석을 하기 전에 화학 균형을 원래 균형 상태로 "동결" 해야 합니다. 일반적인 방법은 경화, 희석 또는 억제제를 넣어 반응을 중단한 다음 분석하는 것이다. 예를 들어 반응 2H2+O2 를 결정합니까? 일정량의 물을 고온합금관에서 가열하고, 2,000 C 에서 일정 기간 동안 화학 평형에 이르면 2,000 C 의 2H2O 평형 상수를 얻을 수 있다. 그런 다음 시험관을 갑자기 식힌 다음 H2O, H2 및 O2 의 함량을 분석하여 2,000 C 에서 이 반응의 균형 상수를 계산할 수 있습니다.
물리적 방법
물리적 방법은 시스템의 굴절 인덱스, 컨덕턴스, 색상, 압력 또는 볼륨 측정과 같이 물리적 특성의 변화를 사용하여 각 물질이 균형을 이룰 때의 농도 변화를 측정하는 것입니다. 물리법의 장점은 측정 시 체계의 균형 상태를 방해하거나 파괴하지 않는다는 것이다.
넷. 단위
평형 상수의 단위는 비교적 복잡하여 표준 평형 상수와 비표준 평형 상수로 나눌 수 있다. 전자의 치수는 1 으로 열역학 데이터 △G 를 기준으로 계산되므로 통합 데이터, 반응 정도를 간접적으로 반영하는 데이터, 균일한 단위 의미입니다. 후자의 치수는 균형 상수 표현식에 사용된 물질의 물리량에 따라 달라집니다.
표준 열역학 함수에 따라 계산된 평형 상수는 K, 열역학 평형 상수라고도 하는 표준 평형 상수입니다. 균형시 생성물을 반응물에 대한 압력상 또는 농도상이 나타내는 균형 상수는 경험 균형 상수 (Kp 또는 Kc) 또는 비표준 균형 상수입니다. 중학교 교과서에 관련된 균형 상수는 모두 경험 균형 상수이다.
우리 모두 알고 있듯이, U, H, F, G 의 절대값과 같은 몇 가지 중요한 열역학 함수는 불확실하다. 상대적 크기를 계산하려면 혼란을 피하기 위해 상태를 비교 기준으로 균일하게 정의해야 합니다. 표준상태란 온도 T 와 표준압력 (100kPa) 하에서 물질의 특정 상태, 즉 표준 구성입니다. 열역학 데이터시트의 표준 구성은 국제적으로 명확하게 정의되어 있다.
반응물 화학계량계수의 합계가 산물 화학계량계수의 합과 같은 반응의 경우, 경험균형상수는 압력과 농도에 사용된 단위와 무관하며 표준 균형상수의 값과 같은 무 차원 순수 수이다.
반응물 화학계량계수의 합계가 산물 화학계량계수의 합계와 같지 않은 반응의 경우, 경험균형상수는 압력과 농도에 사용된 단위와 관련된 치수량이다. 계산된 경험 균형 상수는 압력과 농도의 단위가 열역학 데이터 테이블의 표준 구성 단위와 동일한 경우에만 표준 균형 상수와 동일할 수 있습니다.
동사 (verb 의 약어) 의 영향 요인
중학교 때는 일반적으로 화학균형상수가 온도에만 관련이 있다고 생각했고, 흡열반응의 균형상수는 온도가 높아지면 증가하고, 방열반응은 반대였다. 그러나 엄밀히 말하면 화학반응 균형상수는 온도와 압력의 함수이며, 화학균형상수에 따라 상황이 다르다.
기상반응에서 모든 표준 평형 상수는 온도의 함수일 뿐이다. 기체가 이상 기체라면, 그 경험 균형 상수는 온도의 함수일 뿐이다. 그러나 비 이상 기체의 경우 균형 상수는 온도와 압력의 영향을 받습니다.
이론적으로 응집상 (고체 또는 액체) 과 관련된 모든 반응은 온도와 압력의 함수이다. 압력 변화 범위가 작은 경우 응축 상 볼륨 변화에 대한 압력의 영향을 무시할 수 있습니다. 즉, 평형 상수에 대한 압력의 영향을 무시할 수 있습니다.
자동동사 촉매제
어떤 가역반응의 경우, 반응 전후의 촉매제의 화학구성과 질량이 변하지 않기 때문에 촉매제를 사용하지 않아도 반응의 초태와 종태는 동일하기 때문에 반응의 표준 기브스 함수의 변화는 동일하며 촉매제는 화학균형에 영향을 미치지 않는다. 즉, 촉매제는 화학반응의 역학경로를 바꾸는 반면 열역학은 변화의 시작과 끝에만 초점을 맞추고 있다.
화학반응에서 같은 촉매제를 사용하면 양수, 역반응률 (양수, 역반응률은 같은 배수를 증가시키지만 비율은 그대로 유지됨) 을 같은 정도로 변경하여 화학균형을 그대로 유지할 수 있다. 따라서 촉매제는 화학 평형 상수에 영향을 주지 않는다.
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