1000 K에서 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g)의 ΔG°를 −385 kJ/mol, 2Ni(s) + O₂(g) → 2NiO(s)의 ΔG°를 −298 kJ/mol이라고 한다. H₂–H₂O 혼합 가스 속에서 니켈을 풀림할 때, Ni과 NiO가 평형이 되는 분압비 pH₂O/pH₂에 가장 가까운 것은 무엇인가(비가 이보다 작으면 Ni은 산화되지 않는다)? 기체 상수를 8.314 J/(mol·K)로 하고, Ni과 NiO는 순수한 고체라고 한다.

정답: B. 약 190

두 식의 차를 취하면 2Ni + 2H₂O → 2NiO + 2H₂이고, ΔG° = (−298) − (−385) = +87 kJ/mol입니다. 평형에서는 ΔG° = −RT ln K, K = (pH₂/pH₂O)²이므로 (pH₂O/pH₂)² = exp(87000/(8.314 × 1000)) = exp(10.46) ≈ 3.5×10⁴가 되어, pH₂O/pH₂ ≈ 190입니다. 수증기의 분압이 수소의 약 190배보다 작으면 Ni은 산화되지 않습니다. 약 3.5×10⁴는 식에 H₂와 H₂O가 2 mol씩 들어 있다는 것을 잊고 제곱근을 취하지 않은 값이고, 약 5.3×10⁻³은 분압비를 반대인 pH₂/pH₂O로 한 값입니다.