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르 샤틀리에의 원리 [Le Chatelier's principle]

열역학적 평형이동에 관한 원리로 평형상태에 있는 물질계의 온도나 압력을 바꾸었을 때, 그 평형상태가 어떻게 이동하는가를 설명하는 원리이다. 이 원리에서 물리적, 화학적 변화에 대하여 평형을 이루는 방향으로 운동이나 반응이 진행됨을 알 수 있다.

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우선 page 229쪽의 식 9.47과 글을 읽어보십시오.

γ<1일 때, negative deviation이 일어나고,
T를 증가시켰을 경우 γ는 ideal한 방향(1의 값을 갖는 방향)으로 반응이 일어난다.
그리고 식 9.47에 의하면 negative deviation에서 ideal쪽으로 이동하는 것은
delta H가 음수이므로 발열반응이다.

여기서 질문.
온도를 높여주는데 발열반응이 우세하게 일어날 수가 있습니까?
발열반응은 자신이 가지고 있는 에너지를 방출해서 주위의 온도를 높여주는 반응인데,
이러한 반응이 온도를 높일때 일어난다뇨..?

위에 첨가한 르샤틀리에의 원리에 의하면
주변의 온도를 높였으니, 반응은 주변의 온도를 낮추는 방향으로 평형의 이동이 일어나야 하므로,
흡열반응이 일어나야 된다고 예측됩니다.


ps1. 답변중에는 229쪽 식에 대한 교과서의 해석을 달지 마시고
이 논리에 어떤 문제가 있는지에 대해 적어 주십시오.

ps2. 법칙(law)에는 예외가 있는데, 법칙보다 더 fundamental한, 원리(principle)에도 예외가 있나요?
만약 ps2에 '예'라고 대답하면 이 문제는 해결되는군요.
  • ?
    우성훈 2008.06.12 02:16 (*.223.195.57)
    제 짧은 생각이지만 ;;

    뭔가 초점이 않맞는거같다는생각이 ;
    질문에서는 "9.47에 의하면 negative deviation에서 ideal쪽으로 이동하는 것은
    delta H가 음수이므로 발열반응이다." 이라고 하셨는데,

    여기에서 주목해야 할 점은 그냥 delta H가 아니라 delta H^M 이라는 겁니다.
    즉 온도가증가함에 따라 delta_H가 음수인것은 당연하지요. 왜냐하면 negative deviation은 Mixing할 때 발열 반응이니까요. 하지만 delta H의 절대값의 크기는 점점 줄어들게되죠.
    이렇게 계속 중가하게 되면 감마가 1에 다다르게 되고 따라서 delta_H^M = 0인 즉 ideal 상태에 도다르게 되는 것이지요.
    즉 모든것은 '온도가 증가할수록 감마가 1로 이동한다'는 대전제를 바탕으로 두었을 때,
    negative deviation과 positive deviation이 mixing 할 때 발열반응인지 흡열반응인지를 알수있게 해 주는 것이지 negative dev -> ideal 로 가는 delta_H에 대한 정보는 알 수 없다고 생각합니다.

    교과서 265쪽을 보면 이해가 잘 될것 같습니다.
    여기에는 negative deviation과 positive deviation에 대한 G 그래프가 있는데
    가운데 ideal에 대한 G를 기준으로 positive는 ideal보다 위, negative는 ideal보다 아래이지요
    하지만 온도가 높아지면 이 셋의 차이가 줄게되고 즉 나중에는 모두 G_ideal 그래프와 비슷해지지요
    즉 여기에서 알수있듯이 negative dev -> ideal은 delta_G>0입니다. 엔트로피변화가없다면 흡열이라고 할수 있겠네요. 당연하지요.
    positive 에 대해서도 똑같이 생각해볼수있찌요.

    즉 모든것은
    "T가 증가하면 분자간의 interation은 무시되어 흡열mixing 발열mixing이든 상관없게되고 따라서 enthropy term만 고려해주면 되기 떄문에 ideal solution에 가까워진다"
    라는 대전제하에 나오는 식들과 전개들이라고 생각합니다 ;;

    ;; 제 생각이었습니다 ;
  • ?
    문현우 2008.06.12 18:26 (*.223.155.161)
    1 그렇군요! 생각해보면 negative deviation에서 ideal쪽으로 이동하는건
    solution의 component가 바뀌어야 하는거니까 일어날 수가 없는거군요;

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