화학반응에서 부피가 감소하면 왜 몰수가 감소하는 방향으로 진행되나요?
안녕하세요. 화학에서 르샤틀리에의 법칙은 평형 상태에서 변화가 가해졌을 때 변화를 최소화하는 방향으로 새로운 평형이 형성된다는 것이고 따라서 화학반응이 진행될 때, 부피가 감소하면 몰 수가 감소하는 방향으로 진행한다고 하는데요, 왜 그런것인지 궁금합니다.
말씀해주신 것처럼 부피가 변화할 때 화학평형이 어떻게 반응하는지는 르샤틀리에 원리로 설명할 수 있습니다. 하지만 몰수가 감소하는 방향으로 진행된다는 말은 기체 반응에서 기체의 압력 변화와 관련된 현상임을 명확히 해야 합니다.
기체의 경우 이상기체 상태방정식을 떠올리면 이해가 쉬운데요, 부피를 갑자기 줄이게 되면 같은 온도에서 압력은 증가하게 됩니다.
이때 르샤틀리에의 원리를 적용해보자면 화학평형 상태에서 압력이 증가하면 평형은 압력을 낮추는 방향으로 이동합니다. 이상기체에서는 압력과 관련된 요인이 기체 몰수인데요, 압력을 낮추려면 기체 몰수가 줄어드는 방향으로 반응이 이동합니다. 따라서 부피를 줄이면 몰수가 많은 쪽에서 몰수가 적은 쪽으로 평형이 이동하게 됩니다.
즉, 기체 반응에서 부피 감소는 압력 증가를 의미하는데요 르샤틀리에 법칙에 의하여 변화를 최소화하는 방향으로 이동하게 되며 압력 감소를 위해 기체 몰수가 줄어드는 방향으로 반응이 진행됩니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
몰수가 줄면 압력이 감소하기 때문입니다. 압력이 감소한다는게 부피가 줄어드는 것과 같은 의미 입니다.
압력은 기체입자의 충돌 횟수에 비례하게 되는데 기체 분자의 수(몰수) 가 줄어들게 되면 충돌횟수가 줄어 그에 따른 압력도 줄어들게 되는 것 입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)