평형 상수(Kc)란?
가역 반응이 평형 상태에 도달하면, 평형 상수 \(K_c\)는 생성물 농도와 반응물 농도의 비를 나타냅니다. 이때 각 농도는 해당 화학량론 계수만큼 거듭제곱합니다. \(K_c\) 값이 크다는 것은 평형에서 생성물이 우세하다는 뜻이고, 값이 작으면 반응물이 우세하다는 의미입니다. 농도를 표준 농도 기준으로 정의하면 \(K_c\)는 무차원 값이 됩니다.
계산기 사용 방법
평형 상태에서 각 생성물과 반응물의 몰 농도(mol/L)와 균형 맞춘 화학 반응식의 계수를 입력하세요. 이 계산기는 생성물 2종, 반응물 2종까지 지원하며, 반응에 한 종류만 있을 경우 두 번째 물질 칸은 비워 두거나 0으로 두면 됩니다. 입력값을 바탕으로 생성물 항, 반응물 항, 그리고 둘의 비인 \(K_c\)를 자동으로 계산합니다.
공식 설명
일반적인 반응 \(a\text{A} + b\text{B} \leftrightarrow c\text{C} + d\text{D}\)에 대한 평형 상수는 다음과 같습니다.
$$K_c = \frac{[\text{C}]^{c} \cdot [\text{D}]^{d}}{[\text{A}]^{a} \cdot [\text{B}]^{b}}$$용액과 같은 상(수용액 또는 기체)에 있는 물질만 식에 포함되며, 순수한 고체와 액체는 제외합니다. 두 번째 물질이 없을 때는 계수를 0으로 설정해 식에서 빼면 됩니다.
풀이 예제
반응 \(2\text{A} \leftrightarrow \text{B}\)에서 평형 상태일 때 \([\text{A}] = 0.2\ \text{mol/L}\), \([\text{B}] = 0.5\ \text{mol/L}\)라고 합시다. 분자는 \([\text{B}]^{1} = 0.5\)이고, 분모는 \([\text{A}]^{2} = 0.2^2 = 0.04\)입니다. 따라서 다음과 같이 됩니다.
$$K_c = \frac{0.5}{0.04} = 12.5$$자주 묻는 질문
Kc와 Kp의 차이는 무엇인가요? \(K_c\)는 몰 농도를 사용하는 반면, \(K_p\)는 기체 상 반응에서 부분 압력을 사용합니다.
Kc에 단위가 있나요? 농도를 표준 상태인 \(1\ \text{mol/L}\) 기준으로 나타내기 때문에, 관례적으로 \(K_c\)는 무차원 값으로 다룹니다.
Kc가 1보다 크면 무슨 의미인가요? 정반응이 우세하다는 뜻으로, 평형에서 생성물이 더 많이 존재함을 나타냅니다.
