화학 · 반응 속도·평형 / 원리와 탐구
동적 평형과 농도 변화 실험 해설
동적 평형은 반응이 멈춘 상태가 아니라 정반응과 역반응의 속도가 같아진 상태입니다. A와 B의 초기 농도·속도상수를 정하고 평형에 도달한 뒤 A를 추가해 보세요. 농도 변화와 두 반응 속도의 변화를 함께 따라가며 새 평형이 만들어지는 과정을 읽습니다.
어떤 원리인가요?
A를 넣으면 정반응이 잠시 더 빨라져 B가 늘어나요. 새 평형에서도 두 속도는 같고 농도 비는 K로 돌아와요.
핵심 관계
d[A]/dt = −kf[A]+kr[B] · K = kf/kr
이렇게 관찰해 보세요
- A ⇄ B를 RK4로 60 s 동안 계산해요. 정·역반응 속도 막대가 같아지는지 봐요. A 추가량을 고르면 30 s에 자동으로 넣어요.
- 기준 조건을 실행해 K=2와 A 평형 농도 약 1/3 mol/L를 기록해요.
- A 추가 조건 버튼으로 30 s의 농도 점프와 새 평형을 봐요. 추가 전후 K는 같아요. 역반응 속도상수만 바꾼 조건도 기록해요.
결과를 읽는 기준
동적 평형의 올바른 뜻은?
kf[A]=kr[B]일 때 농도가 일정해져요. [B]/[A]=kf/kr=K이며 농도 자체가 같을 필요는 없어요.
모형의 범위와 한계
가상 A⇄B 일차 반응, 일정 부피·온도예요. A 추가는 부피 변화 없는 순간 농도 증가예요. RK4 시간 간격은 1/120 s예요. 30 s는 평형에 가까운 상태이며 유한 시간의 잔차가 남아요. K는 이 모형의 농도 비 [B]/[A]이고 활동도·다중 반응은 생략해요.