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과학

반응 지수

반응 지수과학
영문명
Reaction quotient
기호
Q
대입하는 값
현재 상태의 활동도 등
평형에서의 관계
Q=K
반응 지수는 현재의 조성을 평형 상수와 같은 형태의 곱과 비에 대입한 양이다. 기호 Q로 쓰며, 평형값만을 사용하는 K와 달리 평형에 도달하기 전의 상태에도 계산할 수 있다.

같은 식에 현재값을 넣는다

평형 상수 식에 평형에서의 조성을 넣는 대신 현재 상태의 값을 사용하면 반응 지수를 구한다. 예를 들어 A⇌B를 상대 활동도로 표현하면 Q=a(B)/a(A)다. 계산한 Q가 평형에서의 값 K와 같은지 비교할 수 있다.

간단한 계산 예

현재 a(A)=0.60, a(B)=0.30이라면 Q=0.30/0.60=0.50이다. 이 반응의 같은 온도에서의 평형 상수가 K=2.0이라면 현재 Q는 K보다 작다. 이 숫자는 가상적인 활동도 예이며 A와 B의 구체적인 물질 성질을 지정하는 것은 아니다.

진행 방향과 연결한다

활동도를 사용한 정의에서 반응 깁스 에너지는 ΔrG=RT ln(Q/K)로 나타낼 수 있다. T가 양수일 때 Q<K이면 정반응 방향의 ΔrG가 음수이고, Q>K이면 반대다. Q=K일 때에는 화학 평형 조건에 해당한다.

빠르기는 알려 주지 않는다

Q와 K를 비교하면 주어진 조건에서 열역학적으로 어느 방향이 유리한지를 판단하는 데 도움이 된다. 그러나 그 방향으로 얼마나 빨리 진행되는지는 별도의 반응 속도 문제다. 비교할 때에는 반응식과 온도, 활동도나 농도의 정의도 서로 일치해야 한다.

관련 문서

평형 상수 / 화학 평형 / 반응 속도 / 화학 반응식 / 자연로그 / 몰 농도