1. 화학적 평형 (Chemical Equilibrium)
ㅇ 시간이 변해도, 입자 수에 변화가 없음
- 즉,
. 계의 조성 변화가 더이상 없음
. 반응이 더이상 일어나지 않는 균형 상태
- 단,
. 반응물들이 모두 반응하고 난 뒤에, 오직 생성물 만 남아있는 것은 아님
- 결국,
. 화학 반응에서, 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지되는 상태
※ [참고] ☞ 열역학적 평형 상태 참조
2. 화학 평형의 특징
ㅇ 동적인 균형 상태 임
- 순 반응 속도 = 역 반응 속도 ☞ 화학 반응 속도 참조
. 서로 반대 반응이 끊임없이 일어남 (Dynamic)
. 반응물,생성물의 농도가 시간에 따라 변하지 않고 일정 유지함 (Equilibrium)
. 즉, 동적 화학 평형 상태 (Dynamic Chemical Equilibrium) 임
ㅇ 시간에 따라 변화없이, 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지 됨
- (반응물 농도, 생성물 농도) = 일정 유지
- 따라서, 반응물,생성물의 `농도 비(比)`에 따른, 평형 상수로 기술 가능 ☞ 평형 상수 참조
. 각 화학반응 마다 고유한 평형 상수로 기술될 수 있음
- 결국, 반응물과 생성물의 초기량을 알면,
. 평형상수로부터 평형상태의 혼합물 조성 계산이 가능
ㅇ 접근 방향과 무관함
- 순 방향, 역 방향 (반응 ⇔ 생성) 어느 방향으로 평형에 접근하더라도,
- 결국, 도달되는 평형 상태는 같은 것임
ㅇ 자발적 과정을 통해, 평형 상태에 도달함
ㅇ 화학반응식에서,
- 화학적 평형을 이룸으로써, 실제로, 균형이 잡혀지는 것은,
- 결국, 반응식 양변에 있는 물질(반응물,생성물)의 에너지 임
3. 균일 평형, 불균일 평형
ㅇ 균일 평형 (Homogeneous Equilibrium) : 고체,액체,기체 상 중 하나 만으로 평형을 이룸
- 반응물들의 상이 같을 때임
ㅇ 불균일 평형 (Heterogeneous Equilibrium) : 고체,액체,기체 상이 섞여져서 평형을 이룸
- 반응물들의 상이 다를 때임
4. 화학 평형(평형 상수)에 영향을 주는 요소
ㅇ 온도, 압력, 부피, 농도(반응물,생성물의 량) 등
- 온도, 압력, 반응물,생성물이 첨가/제거되면,
- 화학 평형 상태 즉, 농도 비(比)가 바꾸게되어, 평형 상수도 변함
※ [참고] ☞ 르 샤틀리에의 원리 (Le Chatelier's Principle) 참조
- 평형 상태인 계에, 외부에서 자극(온도,압력,부피,농도 등)을 가하면,
. 초기 자극 변화를 감소시키는 방향으로 평형 위치가 이동 함
- 즉, 자연은, 변화를 가능한 한 상쇄시키는 방향으로 움직여, 평형 상태를 이루려고 함
. 例) 렌츠의 법칙(전기자기학), 항상성(생물학) 등
ㅇ 화학 평형의 위치를 결정하는 요소
- 어떤 화학 반응에서,
. 화학 평형의 위치를 결정하거나,
. 순 방향 속도,역 방향 속도 간의 균형을 주는 요소로써,
- 초기 농도, 반응물,생성물의 상대적인 에너지, 규칙적으로 배열된 정도 등에 의존함