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과학

반응 진행도

반응 진행도과학
영문명
Extent of reaction
기호
ξ
단위
mol
기본 관계
dξ = dni/νi
반응 진행도는 정해진 반응식에 따라 반응이 얼마나 진행했는지를 물질량으로 나타내는 양이다. 각 성분의 물질량 변화를 부호 있는 화학량론 수로 나누면 동일한 진행도 변화를 얻는다.

성분마다 다른 변화를 하나로 묶는다

반응에서는 물질마다 반응식의 계수에 따라 소비되거나 생성되는 몰수가 다르다. 진행도는 이 차이를 반영해 전체 반응의 진행을 하나의 양으로 표현한다. 반응물에는 음수, 생성물에는 양수의 화학량론 수를 사용한다.

암모니아 생성 반응의 예

N2 + 3H2 → 2NH3에서 질소가 0.10 mol 줄었다면 진행도 증가는 0.10 mol이다. 같은 진행에 대해 수소는 0.30 mol 줄고 암모니아는 0.20 mol 늘어난다. 어느 성분으로 계산하더라도 계수와 부호를 맞추면 같은 결과를 얻는다.

반응식을 바꾸면 기준도 달라진다

전체 반응식의 계수를 두 배로 쓰면 동일한 물질량 변화에 대응하는 진행도 변화는 절반이 된다. 물리적인 반응 결과가 달라진 것이 아니라 진행도를 세는 기준이 달라진 것이다. 수치를 비교할 때에는 어떤 반응식에 대한 값인지 함께 확인해야 한다.

시간과 진행률의 구별

반응 진행도는 시간 단위나 완료 비율을 나타내는 무차원 백분율이 아니다. 시간에 따른 진행도 변화율을 구하면 반응이 진행하는 빠르기를 표현할 수 있다. 여러 독립 반응이 동시에 일어나는 계에서는 하나의 진행도만으로 모든 성분 변화를 표현할 수 있는지도 검토해야 한다.

관련 문서

화학량론 / 화학 반응식 / 몰 / 반응 속도 / 한계 반응물 / 암모니아 / 크기 성질 / 화학 평형