학문

화학 평형은 어떤 조건에서 이동하나요?

가역적인 화학 반응에서 온도나 압력, 농도가 변하면 평형 상태가 달라질 수 있는데, 각각의 조건 변화에 따라 평형이 이동하는 방향은 어떤 원리로 판단하는지 의견 부탁드립니다.

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    화학 평형은 외부 조건이 변할 때 그 자극을 완화하는 방향으로 평형 상태가 자발적으로 이동하며, 이 근본 원리를 르샤틀리의 원리라고 합니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.

    첫째로 농도 변화는 특정 물질이 늘어나면 이를 소모하는 방향으로, 물질이 줄어들면 이를 채우는 방향으로 이동합니다. ​반응물 추가 또는 생성물 제거하면 정반응 진진되며, ​생성물 추가 또는 반응물 제거하면 역반응 진행됩니다.

    둘째로 압력 및 부피 변화는 계 내부의 압력이 변하면 단위 부피당 기체 분자 수를 조절해 압력 변화를 상쇄하는 방향으로 이동합니다. ​압력 증가(푸피 감소)하면 전체 기체 분자 수가 줄어드는 방향으로 이동하며, ​압력 감소(부피 증가)하면 전체 기체 분자 수가 늘어나는 방향으로 이동합니다.

    셋째로 ​온도 변화는 온도가 올라가면 열을 흡수하려 하고, 온도가 내려가면 열을 방출하려 합니다. 온도 변화는 농도와 압력과 달리 평형 상수 값 자체를 변화시킵니다. ​온도 상승하면 열을 흡수하는 흡열 반응 방향으로 이동하고, ​온도 하강하면 열을 방출하는 발열 반응 방향으로 이동합니다.

    마지막으로 촉매는 정반응과 역반응의 활성화 에너지를 동일하게 낮추므로 평형 이동 위치나 평형 상수에 아무런 영향을 주지 않으며, 평형 상태에 도달하는 시간만 단축시킵니다.