물리화학 atkins8판 7장 화학평형 요약정리

1. 화학평형의 개념

화학평형은 일정한 조건 하에서 가역반응이 진행될 때 반응물과 생성물의 농도 또는 압력, 몰수 등이 일정하게 유지되는 상태를 의미한다. 이는 화학반응이 정지된 것이 아니며, 일어나는 반응과 역반응 속도가 같아져서 눈에 보기에 변화가 없는 것처럼 보이는 상태이다. 예를 들어, 온도 25도에서 수소와 질소가 반응하여 암모니아가 생성되는 반응(H₂ + N₂ 2NH₃)은 일정 조건이 유지되면 암모니아의 농도는 일정하게 유지된다. 이 반응은 제3법칙에 따라 엔트로피의 증가와 연관되며, 반응이 평형에 도달하는 데 걸리는 시간은 수백 초에서 수천 초에 걸린다. 화학평형에서는 Kw 값이라는 상수도 중요한 역할을 하는데, 이는 25도에서 H₂O의 이온곱상수로 약 1×10¹⁴로 측정된다. 즉, 순수 물이 25도에서 일정 농도로 존재하는데, 이는 일정한 반응 조건을 보여주는 사례이다. 또 다른 예로, 탄산소다의 용액에서 이산화탄소와 수용액 내 이온의 농도를 보면, 온도와 압력 변동에 따라 평형이 이동하는 것을 알 수 있다. 초기 농도 또는 압력 값을 변화시키면 반응이 재평형을 이루는 데 시간과 조건이 중요하며, 이러한 평형 상태는…