2.평형상수

1. 평형상수의 정의

평형상수는 화학반응이 일정 온도에서 이루어질 때 반응의 평형상태에서 각 종의 농도 또는 분압의 비율을 나타내는 값이다. 이는 반응이 정반응과 역반응이 동일 속도로 진행될 때 반응 혼합물의 상태를 수치로 표현하는 것으로, 일반적으로는 기호 K로 표시한다. 평형상수는 반응식에서 계수와 농도 또는 분압을 이용하여 계산하며, 반응식이 aA + bB cC + dD일 때, 평형상수는 K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b와 같은 형태를 갖는다. 이때 각 종의 농도는 평형상태에서의 농도를 의미하며, 농도는 몰농도(Molarity)로 나타낸다. 예를 들어, 물의 이온곱 상수인 K_w는 25도에서 1.0 x 10^-14이고, 이는 순수한 물에서 수소이온과 수산화이온의 농도가 각각 1.0 x 10^-7 M일 때 평형이 유지됨을 의미한다. 평형상수는 온도에 따라 변하며, 온도가 상승하면 대부분의 반응에서는 평형상수도 증가하는 경향이 있다. 예를 들어, 이산화탄소가 물에 녹아 탄산을 형성하는 반응에서는 온도 25도에서 K가 약 4.3 x 10^-7이지만, 온도 50도에서는 이 값이 1.3 x 10^-6로 상승한다. 평형상수의 값이 크면 반응이 오른쪽으로 치우쳐 평형이 오른쪽에 가까워지고…