[일반화학실험] 평형상수의 결정
1. 목적
색깔을 비교하는 방법으로 농도를 알아내어 착이온 생성반응의 평형상수와 용해도곱 상수를 결정한다.
2. 이론
반응물을 섞어서 적당한 조건을 만들어주면 생성물이 만들어지기 시작한다. 그러나 이런 반응은 언제까지나 진행되지 않고, 시간이 지나면 더 이상 반응이 진행되지 않는 평형에 도달하게 된다. 이런 평형 상태에서는 반응물이 소모되지도 않고, 생성물이 더 이상 만들어 지지도 않아서 겉보기에는 아무런 화학반응이 진행되고 있지 않은 것처럼 보인다. 그러나 실제로는 생성물이 만들어지는 정반응과 생성물이 다시 반응물로 되돌아가는 역반응이 정확하게 같은 속도로 일어나기 때문에 겉보기에 아무런 변화가 없는 것처럼 보이는 것이다.
화학반응이 평형에 도달했을 때, 반응물과 생성물의 농도는 일정한 관계를 갖게된다. 평형에서 반응물과 생성물의 상대적인 양의 비는 평형상수로 나타낼 수 있다.평형상수는 온도에 따라 다른 값을 갖지만, 처음에 넣어준 반응물의 양에 따라서 달라지지는 않는다.
이 실험에서는 착이온 (FeSCN2⁺)이 생성되는 반응의 평형상수를 측정한다. 질산철 Fe(NO₃)₃ 용액과 싸이오사이안산 칼륨 (KSCN) 용액을 섞으면 짙은 붉은색의 착이온인 FeSCN2⁺가 만들어진다.
Fe3⁺ (aq) + SCN⁻ (aq) ⇄ FeSCN2⁺ (aq)
이 반응의 평형상수는 다음과 같이 주어진다.
[FeSCN2⁺]
K =
[Fe3⁺][SCN⁻]
넣어준 Fe3⁺ 와 SCN⁻ 의 농도가 각각 a와 b이고, 평형에 도달했을 때 FeSCN2⁺ 이온의 농도가 x 라면 평형상수는 아래와 같이 표현된다.
x
K =
(a-x)(b-x)
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2013.12.10
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