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[일반화학실험] 평형상수의 결정

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작성일 23-02-20 00:21

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산과 알코올에서 에스테르가 생성하는 반응은, 실험적으로 화학평형의 존재를 명시하는 좋은 보기이다. 평형에서는 원계와 생성계의 화학퍼텐셜(공간적으로 한결같은 상태인 물질계에 있는 한 성분의 분량이, 외계에서부터의 출입 또는 화학반응 등으로 증감할 때 그 계의 기브즈 자유에너지의 변화량을 결정하는 세기변수)1)은 서로 같다. 예를 들어 위의 데이터에서 얻은 평균(average) 평형상수를 2번 시험관의 데이터에 적용해서 FeSCN2+의 조정된 농도를 구했다고 하더라도, 이 값을 가지고 3번 시험관으로 넘어갈 만한 관계를 찾지 못했다.
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일반화학실험,평형상수의 결정
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다. 이는 어디까지나 극한적인 가능이므로, 만약 일부만이라도 Fe(SCN)2+를 생성하게 된다면 원래 우리가 구하고자 하는 평형상수보다 큰 값을 구하게 되는 결과가 생긴다.

(1) 만일 實驗(실험) 데이터가 Fe(SCN)2+를 생성한 것이라면 화학反應식간의 관계는 다음과 같다.

(3) 조교님이 추천했던 무한 수열의 규칙을 응용해서 평균(average) K의 값을 통해 역으로 FeSCN2+의 농도를 알아내고, 다시 그 농도로 K값을 알아보는 방법은 실행에 효율성이 없는 것 같다.
[일반화학실험] 평형상수의 결정

+ )FeSCN2+(aq) + SCN-(aq) → Fe(SCN)2+ ....... K2
Fe3+(aq) + SCN-(aq) → FeSCN2+(aq) ....... K1

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가역반응에 있어서는, 원계에서 생성계로 향하여 반응이 진행하여(정반응) 생성계가 생김에 따라, 생성계에서 원계로 향한 역반응이 빨라져서, 결국은 정반응속도와 역반응속도가 균형이 잡혀서 겉보기로 반응이 정지한 것과 같이 되는데, 이렇게 된 상태를 화학평형이라고 한다. 그러므로 우리가 구하고자 하는 평형상수 K1은 K/K2가 된다 K2의 값이 약 20이므로 K1의 값은 약 10정도의 값이 나온다. 왜냐하면 똑같은 농도에 마주향하여 여러번의 實驗(실험)을 했을 떄는 가능할지 모르겠지만, 위와 같이 농도가 전부 틀린 데이터에서는 적용이 힘들다.
Fe3+(aq) + 2SCN-(aq) → Fe(SCN)2+ ....... K=K1K2

K=212.2로 역으로 시험관 1의 FeSCN2+의 농도를 계산하면 0.0009995정도로 거의 0.001이 나와 우리가 처음에 했던 가정(완전히 反應함)이 實驗(실험)오차에 거의 influence을 주지 못함을 알 수 있다아
가역반응에 있어서는, 원계에서 생성계로 향하여 반응이 진행하여(정반응) 생성계가 생김에 따라, 생성계에서 원계로 향한 역반응이 빨라져서, 결국은 정반응속도와 역반응속도가 균형이 잡혀서 겉보기로 반응이 정지한 것과 같이 되는데, 이렇게 된 상태를 화학평형이라고 한다. 산과 알코올에서 에스테르가 생성하는 반응은, 실험적으로 화학평형의 존재를 명시하는 좋은 보기이다.

(2) 시험관 1의 反應 가정에 대한 고찰
설명

이럴 경우 우리가 實驗(실험) 데이터를 통해 구한 평형상수는 K에 해당한다. 평형에서는 원계와 생성계의 화학퍼텐셜(공간적으로 한결같은 상태인 물질계에 있는 한 component의 분량이, 외계에서부터의 출입 또는 화학반응 등으로 증감할 때 그 계의 기브즈 자유에너지의 변화량을 결정하는 세기변수)1)은 서로 같다.

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