선생님 안녕하세요. 문풀에 앞서 개념을 정리하던 도중 혼동이 와서 질문 드립니다.
=> 안녕하세요 켈다샘입니다 ^^
먼저 equilibrium 상태는 forward reaction 과 reverse reaction의 rate가 같아 지는 것입니다.
=> 네 맞고요
그런데 K (equilibrium constant) 를 생각해 보면, product concentration over reactant concentration 인데요,
K가 1보다 클때 우리는 favor forward reaction이라고 하고, 1보다 작을때 favor reverse reaction 이라고 합니다.
=> 맞습니다
그저 이렇게 외워오고 문제를 풀었는데, 개념을 깊이 알아야 제대로 적용 할 수 있을 것 같아 질문 드립니다.
Q. Equilibrium 은 concentration이 아니라 rate를 비교하는 것인데, 왜 농도를 따지는지 모르겠습니다.
=> equilibrium 은 rate 를 비교하는 것인가요?
rate 가 양쪽이 같은 condition 을 의미한다는 것이지
equilibrium chapter 에서 양쪽의 rate 를 비교하는 경우는 없습니다
그냥 스피드가 같다. (for the both direction) 라는 것이 definition 일 뿐입니다
=> 그래서 그런 상태를 achieve 했을때, reactant 와 product 의 양이 일정하게 유지되겠지요 over time
=> 그래서 reactant 의 양도, product 의 양도 더 이상 안바뀌고있는데
특이하게도 어떤 reaction 의 경우에는 - 그런 상태를 만들었을때 - reactant 이 더 많더라 => Keq = product / reactant 에 대입해서 계산해보니, K가 1보다 작군 = equilibrium 이 될 때까지 reverse reaction 을 더 많이 했겠구나 (좋아했겠구나) = 그러나 현재는 양쪽 스피드가 같지만 = 그 상태에서 reactant 의 양이 많은 상태로 유지가 되고있구나. 라는 것입니다
concentration 이 중요합니다. rate 는 더이상 큰 의미가 없어요. Keq 를 계산하는 문제들이니까 농도가 중요합니다.
Q. K는 rate도 아닌 concentration 으로 비교하는 것이기 때문에, K>1 의 경우 product의 양이 reactant의 양보다 많은 거라고 밖에 이해가 되지 않습니다. 특정 온도에서 concentration을 구하여 K 값을 구하는 것인데 그것이 어째서 평형일때와 같을까요? 아니면 평형일때의 농도를 구한 상태에서 K값을 구하는 건가요?
=> Keq 는 rate 를 계산하는 것이 아닌 concentration of products 와 reactant 를 대입하여 계산하는 것이지요 그런데 reactant 이든 product 이든 둘다 equilibrium 을 achieve 했을 때의 value 를 plug in 해야 합니다
그러므로 K>1 이면 product 의 양이 reactant의 양보다 많은 것(equilibrium)에서, 라고 말한 것이, 맞습니다.
그런데 그렇게 계산을 하면, 신기하게도 어떤 양으로 reaction 을 시작했듯, concentration of reactants 와 concentration of products 의 숫자는 늘 다르겠지만, 그것을 대입하여 계산한 Keq value 는 항상 동일합니다 (at a constant temperature)
그게 equilibrium 의 meaning 이고요
평형일때의 농도를 대입한 것만이 K value 이고 아무 농도나 대입하지는 않습니다
그런데 평형이 되었을때의 농도 (of reactants, of products) 의 경우도 수만가지겠지만
Keq value 는 같은 온도에서 항상 동일하다는 뜻입니다.
Q. 또한 K>1일 때, product가 reactant보다 많은 것일 뿐인데. 왜 favor forward 라고 표현하는 것일까요?
rate 는 같은데, 그저 product가 reactant보다 많은 건데 그것이 forward reaction 쪽으로 치우쳐있다는 것 자체가 말이안되는것 같습니다.
양의 차이일 뿐인데 말입니다..
=> 위에서도 언급했듯
K가 1보다 크다, equilibrium 이 되었는데 product 의 양이 reactant 의 양보다 많은 상태가 achieved 되었다
그러면 그 상태가 될때까지 forward reaction 이 더 선호된 것이다. forward reaction 이 reverse reaction 보다 더 잘 일어났다
그러므로 이 reaction 은 forward favoring 이다. 라는 뜻입니다
=> 지금은 비록 rate 가 같아졌지만, rate 가 같은 equilibrium 상태에 도달하기 이전, 을 말하는 것이죠
그래서 equilibrium 을 이루었을때, 아 얘는 forward 를 favor 했기에, lying to the right side 라고 비로소 말할 수 있는 것입니다.
질문은 여기까지입니다.
캘다 선생님 늘 빠르고 자세한 답변 감사합니다. 힘내서 열심히 할게요 !
=> 네 화이팅하시구요^^
사실.. 샘이 설명을 과도하게 자세히 썼으나... ^^; ㅠㅠ
이 모든 내용은 개념 강의에서 다 설명을 한 부분입니다
그걸 다 말로 설명한거나 다름 없어요
equilibrium 에 대한 이해는 매우 중요합니다
이것을 가지고 acid base, ksp에 대한 이해는 물론이거니와
thermo, electro와도 연관지을 수 있어야 합니다~
마지막까지 열공하시고
화이팅하세요~~~
켈다샘이
