소개글
"르샤틀리에의 원리"에 대한 내용입니다.
목차
1. 르샤틀리에 원리
1.1. 정의
1.2. 농도 변화에 따른 평형 이동
1.3. 압력 변화에 따른 평형 이동
1.4. 온도 변화에 따른 평형 이동
2. 르샤틀리에 원리의 실험적 관찰
2.1. 지시약을 통한 평형 이동 관찰
2.2. 공통 이온 효과와 평형 이동
3. 반응 속도론적 관점에서의 평형 이동
4. 기체 반응계의 평형 이동 메커니즘
5. 참고 문헌
본문내용
1. 르샤틀리에 원리
1.1. 정의
르샤틀리에 원리(Le Chatelier's principle)란 평형 상태의 계에 변화가 가해졌을 때, 평형의 위치가 그 변화를 감소시키려는 방향으로 이동한다는 것이다. 이 원리를 통해 농도, 압력, 온도 변화가 미치는 영향을 정성적으로 예측할 수 있다.
1.2. 농도 변화에 따른 평형 이동
농도 변화에 따른 평형 이동은 르샤틀리에 원리를 통해 정성적으로 예측할 수 있다. 일정한 온도(T)와 압력(P)에서 평형 상태에 있는 반응계에 반응물 또는 생성물을 가하게 되면, 계는 첨가한 성분의 농도를 낮추는 방향으로 평형을 이동하게 된다.
예를 들어 N2, H2, NH3이 평형을 이루고 있는 혼합물에 N2를 첨가하면, 계는 N2를 소비하는 방향으로 평형이 이동하게 된다. 이에 따라 암모니아 합성 반응이 일어나 평형이 오른쪽으로 이동하여 최종적으로는 N2의 농도가 증가한 상태에서 새로운 평형에 도달하게 된다. 반대로 이 계에 암모니아를 첨가하면, 계는 암모니아를 소비하는 방향으로 평형이 이동할 것이다.
또한 평형 상태에 있는 반응물이나 생성물을 제거할 경우, 계는 제거된 성분이 생성되는 방향으로 평형을 이동시켜 새로운 평형점에 도달하게 된다. 이는 르샤틀리에 원리에 따른 것으로, 계는 외부에서 가해진 변화를 부분적으로 상쇄하려는 방향으로 평형을 이동시키기 때문이다.
이러한 농도 변화에 따른 평형 이동은 반응 속도론적 관점에서도 설명할 수 있다. 예를 들어 N2 분자를 계에 가해주면 N2, H2 분자 사이의 충돌 횟수가 증가하므로 정반응(암모니아 합성 반응)의 속도가 빨라지게 된다. 이에 따라 NH3 분자의 생성 속도가 증가하고, 생성물인 NH3의 농도 증가로 역반응 속도도 빨라지다가 최종적으로 정반응과 역반응의 속도가 같아지는 새로운 평형 상태에 도달하게 된다.
1.3. 압력 변화에 따른 평형 이동
압력 변화에 따른 평형 이동은 르샤틀리에 원리를 통해 설명할 수 있다. 기체 계가 들어있는 용기의 부피를 줄이면 그 계는 자체 부피를 줄이는 쪽으로 반응하므로, 계에 있는 기체 분자의 총 수를 줄이는 ...
참고 자료
Newton 편집부. 과학용어사전. 뉴턴사이언스, 2015.
Zumdahl, 일반화학. CENGAGE, 2020.
“르샤틀리에 원리.” 지식백과(화학백과). 2020년 10월 31일 접속, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5662755&cid=62802&categoryId=62802
화학교재연구회, 일반화학실험, 사이플러스, 2017, p161~p164
레이먼드 창, 레이먼드 창의 일반화학, 사이플러스, 2020, (p153, p627~p628)
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