평형상수의 결정 예비레포트

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 동적 평형 상태에 있는 반응물들의 농도를 알아보고, 평형 상수를 계산해 본다. 그리고 평형 상수와 자유에너지의 관계를 이해해본다.

2. 바탕 이론

- 정반응 : 반응물이 생성물로 전환되는 반응

- 역반응 : 생성물이 반응물로 전환되는 반응

- 가역반응 : 가역반응은 화학반응이 일어날 때 정반응이 일어나면서 동시에 역반응이 일어나는 반응으로 정반응과 역반응의 속도가 같아 반응물과 생성물의 양이 일정해 반응이 진행되지 않은 것처럼 보이는데 이와 같은 상태를 평형상태라고 한다.

- 동적평형 : 화학반응에서 생성물과 반응물이 일정한 비율로 존재하는 상태를 외부에서 관찰하면 반응이 정지된 것처럼 보인다. 이러한 경우 반응이 평형에 도달하였다고 한다. 이는 실제로 반응이 멈춘 것이 아니라 반응물이 생성물로 전환되는 속도와 생성물이 반응물로 전환되는 속도가 같기 때문이다. 따라서 평형 상태란 정지된 상황이 아니고 정반응과 역반응이 계속 진행되지만 두 반응의 속도가 같기 때문에 그렇게 보이는 것이다. 이러한 것을 동적평형이라고 한다. 정적평형 아님
Figure. 화학적 평형 그래프

- 평형상수 : 반응이 평형상태에 있을 때 반응물과 생성물의 농도관계를 나타낸 상수로서 온도에만 영향을 받는다. 기호는 K를 쓰며 식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Ex) 질산철(Ⅲ) 용액()과 티오시안살칼륨 용액()을 섞으면 다음 반응에 따라 붉은 색을 띤 착이온이 생긴다.

이 때, 착이온의 농도(X)를 알면, 이 반응의 평형 상수를 계산할 수 있다.

(a : 의 초기몰농도, b : 의 초기몰농도)

- 반응 지수(reaction quotient, 로 표시)는 화학 반응의 반응물과 생성물의 활동도 Q로 표시되며, 평형 상태에서는 평형 상수(equilibrium constant, K로 표시)와 같으나 평형이 아닌 상태에서는 그 차이로부터 반응의 진행 방향을 알려준다.

참고자료

· 일반물리학, 김용은 外 9명, 테크미디어
· Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 7th Ed, Smith, McGrawHill
· 화공기초 실험 교재
· 스미스의 유기화학 제 4판 카오스북
· 오오타 키요히사 원자 흡광분석, 신일북스
· [네이버 지식백과] 동적평형 [dynamic equilibrium, 動的平衡] (두산백과)
· [네이버 지식백과] 반응 지수 [reaction quotient] (화학백과)