PCl5 분해 반응의 평형상수와 평형에서의 농도
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) 반응의 경우, 500. K에서 Kc = 0.61이다.
(a) PCl5 3.6 g을 300. mL 반응 용기 안에 방치하여 평형에 이르렀을 때,
혼합물 조성의 평형 몰농도를 계산하시오.
(b) 500. K의 평형에서는 PCl5의 몇 %가 분해되는가?
For the reaction PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g), Kc = 0.61 at 500. K
(a) Calculate the equilibrium molar concentrations of the components in the mixture when 3.6 g of PCl5 is placed in a 300. mL reaction vessel and allowed to come to equilibrium.
(b) What is the percentage of the PCl5 has decomposed at equilibrium at 500. K?
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균형 맞춘 반응식(balanced reaction):
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
PCl5의 몰질량(molar mass) = 208.24 g/mol
3.6 g PCl5의 몰수 = 3.6 g / (208.24 g/mol) = 0.017 mol
PCl5의 몰농도 = 0.017 mol / 0.300 L = 0.057 M
평형상수 식에 대입하면,
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
Kc = (x)(x) / (0.057-x) = 0.61
x^2 + 0.61x - 0.035 = 0
근의 공식으로 x를 계산하면,
x = 0.053 M
따라서 평형에서 각 물질의 몰농도는
[PCl5] = 0.057-x = 0.057-0.053 = 0.004 M
[PCl3] = [Cl2] = 0.053 M
분해 백분율 = (분해된 농도 / 초기 농도) * 100
= (0.053 / 0.057) * 100 = 93%
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