기상 반응계에서 평형상수가 K=P^{\nu}\prod_i (y_i)^{… | [화공기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 19년 3회차

기상 반응계에서 평형상수가  $K=P^{\nu}\prod_i (y_i)^{\nu_i}$  로 표시될 경우는? (단, v_i는 성분 I의 양론수,  $\nu=\sum \nu_i$  및  $\prod_i$ 는 모든 화학종 i의 곱을 나타낸다.)

평형혼합물물이 이상기체와 같은 거동을 할 떼

평형혼합물이 이상용액과 같은 거동을 할 때

반응에 따른 몰수 변화가 없을 때

반응열이 온도에 관계없이 일정할 때

해설

이 형태의 평형상수 식은 평형혼합물이 이상기체와 같은 거동을 할 때 성립한다.
기상 평형상수의 일반형은  $K=\prod_i\left(\dfrac{\hat{f}_i}{f_i^{\circ}}\right)^{\nu_i}$  이고, 기상 성분의 퓨개시티  $\hat{f}_i=y_i\hat{\phi}_i P$  를 대입하면  $K=P^{\nu}\prod_i (y_i\hat{\phi}_i)^{\nu_i}$  가 된다.
여기서 혼합물이 이상기체로 거동하면 퓨개시티 계수가 모두 1이 되어 φ 항이 사라지고, 문제에 제시된  $K=P^{\nu}\prod_i (y_i)^{\nu_i}$  만 남는다.
이상용액 거동은 퓨개시티 계수를 순수성분 값 φ_i로 만들 뿐 1로 만들지 못해 φ 항이 그대로 남는다.
몰수 변화가 없으면 ν=0이 되어 P^ν 항만 사라질 뿐, 조성 항의 φ는 여전히 남는다.
반응열이 온도에 무관하게 일정한지는 평형상수의 온도 의존성(반트호프 식)에 관한 조건이라 압력·조성 표현식과 무관하다.

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