물질 반응과 평형

물질 반응

H2 + 2(O2) -> 2(H2O)와 같이 오른쪽 화살표로 생성물과 반응물을 구분지어 나타내는 것을 비가역 반응이라고 한다. 그러나, 왼쪽과 오른쪽, 양방향의 화살표를 겹쳐 표시한다면 그 어느 한 쪽이 생성물과 반응물 모두가 될 수 있다. 이것을 가역반응이라고 한다.

하지만 모두가 가역 반응이 될 순 없다. 기체가 따로 발생하는 반응이나 산 또는 염기의 중화 반응, 그리고 연소 반응은 양방향의 반응을 하기 어렵다. 왜냐하면 그러한 과정에서들은 다른 열이 크게 소모되기 때문이다.

동적 평형

가역반응에서 어느 방향의 반응에 관해 그것이 다른 것과 같은 속도를 가질때, 그것을 동적 평형 상태라고 할 수 있다. 

동적 평형에는 상평형, 용해 평형이 있는데 상평형은 한가지 물질에 관해 그것의 다른 상태들로의 전환의 평형이고, 용해 평형은 용해되는 속도와 다시 석출되는 속도와 관련이 있다.물의 증발과 응축의 동적 평형은 상평형이나 그것의 말을 다시 증발 속도와 응축 속도로 잘라 보면 용해 평형의 말과 비슷하다.만약 용해 평형이 이루어진 상태라면 용질을 더 넣어도 그것의 용해에 관해서 똑같이 석출이 되므로 용질의 부피 만큼 용액의 부피는 그대로 늘어난다.

증기 압력

증기 압력은 동적 평형을 이룬 상태에서의 증기의 압력을 말한다.

닫힌 플라스크에서 기체 반응을 이르킨다면, 생성물 기체가 그곳을 꽉 채울 것 이다. 어떤 생성물의 상태가 기체인 물질 반응을 그 속에서 일어나게 하는 과정에서 생성물의 압력을 보면 그것이 정방향 반응 속도와 관계가 있음을 알 수 있다. 정방향 반응 속도가 초반에 더 컸다면, 증기 압력은 높아져 더욱 채울 것이다.

따라서 증기 압력을 높일려면 기체가 되는 것을 촉진해야할 것인데, 그 방법에는 온도를 높여 열을 가하는 것과 애초에 반응물의 결합이 느슨한 무엇이기를 정해야한다.