14.3 : 기체 반응과 불균일계 반응의 평형

반응물과 생성물이 모두 기체인 화학 반응의 경우 평형 상수도 몰 농도보다는 개별적인 부분 압력을 사용하여 계산할 수 있습니다. 따라서 기체 A와 B가 역반응에서 기체 C와 D로 변환될 때, 평형식은 각 기체의 부분 압력으로 대신 작성될 수 있으며 각 기체의 부분 압력은 화학양론계수로 제곱됩니다. 평형 상수는 Kp로 지정됩니다.

여기서 첨자 p는 압력을 나타냅니다. 주어진 기체 반응의 경우 기체의 부분 압력과 몰 농도는 별개의 값이기 때문에 Kp는 반드시 Kc와 같다고 볼 수 없습니다. 그러나 이상적인 기체 방정식과 몰 농도의 정의를 사용하여 두 상수 사이의 관계를 도출할 수 있습니다.

이 관계를 유도하기 위해 주어진 화학 반응에 대한 Kc와 Kp의 평형식을 고려합니다. 이상적인 기체 방정식에서는 기체의 압력과 해당 온도에서 몰의 수 및 부피를 연관시킵니다. 이상적인 기체 방정식에서 몰 비를 몰 농도에 대한 부피로 치환하여 몰 농도의 관점에서 이상 기체의 압력을 표현할 수 있습니다.

이러한 방식으로 Kp에 대한 표현식의 개별 부분 압력은 각 기체에 해당하는 농도로 대체할 수 있습니다. 화학양론계수는 변경되지 않습니다. 수정된 Kp 식에서, 생성물의 농도와 반응물의 농도의 비율로 Kc를 대체할 수 있습니다.

이 방정식은 두 상수 간의 관계를 나타냅니다-Kp는 Kc 곱하기 RT에 생성물의 계수의 합에서 반응물 계수의 합을 뺀 값을 제곱한 것과 같습니다. 기체 반응물과 생성물의 계수 간의 차이를 델타 n이라고 표현할 수 있습니다.