평형상수 응용. 평형에 도달했을 때 HI의 농도

평형상수 응용. 평형에 도달했을 때 HI의 농도

 

 

300 K에서 H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 반응의 평형상수 K는 9.0이다.

이 온도에서 10.0 L 용기에 1.0 mol H2, 1.0 mol I2, 1.0 mol HI를 넣었다.

평형에 도달했을 때, HI의 농도는 얼마인가?

 

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반응 전 H2, I2, HI의 몰농도를 계산하면, 모두

1.0 mol / 10.0 L = 0.10 mol/L = 0.10 M

 

ICE 도표를 작성하면,

............. H2(g) ... + ... I2(g) ... ⇌ ... 2HI(g)

초기(M) ... 0.1 ............ 0.1 ............. 0.1

변화(M) ... -x .............. -x .............. +2x

평형(M) ... 0.1-x ......... 0.1-x .......... 0.1+2x

 

K = [HI]^2 / [H2][I2]

= (0.1 + 2x)^2 / (0.1 - x)^2 = 9.0

 

0.1^2 + 2*0.1*2x + 4x^2 = 9(0.1^2 – 2*0.1*x + x^2)

0.01 + 0.4x + 4x^2 = 0.09 – 1.8x + 9x^2

5x^2 – 2.2x + 0.08 = 0

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

x = 0.4 또는 0.04

 

0 < x < 0.1 (초기 농도) 이므로, x = 0.04

 

따라서 평형에서 HI의 농도는

0.1 + 2*0.04 = 0.18

 

답: 0.18 M

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/5347 ]

 

 

 

[참고] H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 평형상수 일반식.