분석화학 화학 평형(평형 상수, #21

어떤 화학반응이 있을 때 반응물과 생성물이 평형에 도달하고 그 평형에서 존재하는 생성물과 반응물의 양은 일정하게 유지된다.
그 상태에서 평형상수는 반응물에 대한 값과 생성물에 대한 값의 비율로 되는 것이다.
평형상태에서 얻어지는 K값이 상수로써 얻어지고.. 평형을 나타내기 위해 화살표 길이를 똑같이 동일하게 만들어 쓴다.
화살표가 같으면 정반응과 역반응 속도가 같다.
평형의 정의는 여러 정의가 있지만 역반응 정반응 속도가 같다.
평형상수가 1보다 크면 정반응이 유리! 최종적으로 평형상태에서 반응물 보다 생성물이 더 많아진다.
절대적으로 정반응이 유리하기 보다, 상대적으로 역반응보다 정반응이 더 잘 된다는 뜻!

위 식에 들어가는 값들 어떻게 쓰는지 중요하다! 단순하게 지금까지는 농도로 표현되어 있어 몰농도로 그동안 썼는데...
그 이면에는 더 복잡한 게 숨어있다. 식에 넣는 각각 값들은 평형상태를 기준으로 한 값을 집어넣는다.
표준상태는 용액, 고체에 따라 다르게 정의된다.

1. 용액의 경우
예를 들어 aA농도가 1 mol/L라고 하면 식에 1 mol/L ÷1 mol/L 를 넣는다!!!
이 뜻은 분모에 넣는 1mol/L가 표준상태라는 것!!!
즉, 분모도 1mol/L 표준상태에 대한 게 들어가고 분자에는 평형상태의 농도 1mol/L가 들어간다.
그러니 1mol/L는 서로 약분되고 1만 남아 식에 넣는다.
이전에는 표준상태를 고려 안 하고 aA의 몰 농도를 그냥 넣었다.
표준상태에 대한 값을 넣어주면 단위가 사라져서 최종적으로 쓰이는 평형상수도 단위를 갖지 않는다.
단위를 갖지 않는 이유는 값들을 집어넣을 때 표준상태에 대한 상대적인 값을 넣어주기 때문이다.

2. 기체의 경우
예를 들어 단위를 bar라고 사용한다!! bB가 0.5 bar인 기체를 사용한다면 그것의 표준상태는 1bar로 나눈 것이기 때문 bar는 생략되고 0.5만 들어간다.

3. 순수한 고체, 용액, 용매의 농도는 다 표준상태로 간주한다. 농도를 1로 간주한다는 뜻이기 때문이다. 그냥 1 넣는다....?

표준상태와 비슷한 말로 STP(Standard temperature pressure)가 있는데 지금 얘기하는 표준상태와 다른 것이다.
정반응의 평형상수가 K면 역반응은 역수! 각각 평형상수가 주어지고 합하면 더하는 게 아니라 곱!

화학평형은 상수로써 화학반응에서 일정한 농도나 상태를 알려주는 것을 말하고,
평형상수는 다른 것들에 영향을 안 받지만 온도에만 영향을 받는다. 온도만의 함수! 온도가 변해야 평형상수도 변한다.
화학평형과 열역학은 밀접한 관계가 있다.
엔탈피는 발열, 흡열인지 사용하고~ 일정 압력하에서 반응이 일어날 때 흡수되는 열!
△H가 양수이면 생성물 엔탈피가 더 크다! 생성물이 더 많은 열을 갖고 있다! 반응을 통해 흡열을 해야 가능하다!
△H가 음수이면 반응물 엔탈피가 더 큼!
엔트로피는 일정 온도!가역적으로 일어날 때, 엔트로피(△S, 무질서도)는 흡수한 열을 온도로 나눈 값이다.
온도는 음 값을 못 가지니 qrev가 양이 되어야 한다. 생성물이 만들어지는 과정에서 흡열해야 △S가 양의 값이 된다.
어떤 경우가 무질서해지냐? 열 많은 경우!! 그러나 온도가 일정할 때 열을 흡수한다는 것이 잘 이해 안 되겠지만 온도가 일정해도 흡수 가능하다.
부피가 팽창하는 경우?...

화학반응의 자발성 지표는 자유에너지다.
△H는 발열! 반응물이 열을 갖고 있다가 생성물(자체는 열 손실)이 되면서 열을 배출!
△S 양으로 가야지 자발이 된다.