제8장 평형의결과

목차

8장 평형의 결과
8.1 Bronsted-Lowry 이론
8.2 양자화 및 탈양자화
8.3 다양자 산
8.4 양성양자 시스템
8.5 산-염기 적정
8.6 완충작용
8.7 지시약
8.8 용해도 상수
8.9 공통이온 효과

본문내용

pH
평형표 작성( HA-이 기준)
1 L당 몰수
H2A
HA-
A2-
H3O+
초기
0
A
0
0
변화
x
-(x+y)
y
y-x
평형
x
A-x-y
y
y-x
if ,
양변에 -log 를 취하면, (8.10)
8.5 산-염기 적정
: 주어진 염기양과 첨가된 산의 양이 화학양론적으로 동일하게 되는 화학양론적 종말점
을 나타내는 pH 값을 결정하는데 사용
pH 곡선 : 분석액의 pH를 적정액(뷰렛에 담겨진 용액)의 부피에 대해 도시한 것
강산 강염기 적정 : 약산을 강염기로 적정:
화학양론적 종말점을 넘어서면 pH는 급격히 상승
약염기()를 강산()으로 적정
: 화학양론적 종말점에서 NH4+ 이온과 Cl- 이온을 포함,
pH 곡선모양을 산도상수로
if 산은 약산이며 용액중에 HA가 A- 이온보다 많이 존재
HA 가 존재할 때 약산이라 할지라도 많은 이온을 제공, 물의 자체양성자이전에 의해 생성되는 수보다 많음.
화학양론적 종말점을 지나 과량의 염기가 존재하면 염기가 내는 이온이 물의 자체양성자 이전에 의해 생기는 보다 훨씬 많다고 가정한다.
if 충분한 적정액을 가하면, 짝 염기의 농도[base]는 증가하고 산의 농도[acid]는 감소
,
Henderson- Hasselbalch 식 (8.11)
산의 반을 중화시키기에 충분한 염기가 첨가된 화학양론적 종말점의 중간에서 ([acid] = [base])
8.11식은 (8.12)
식 8.12 는 산의 를 혼합물의 pH로부터 직접 측정할 수 있음을 보여줌.
실제 의 근사값은 적정할 때의 pH 변화를 기록하고 화학양론적 종말점의 절반만큼 적정되었을때 의 pH를 조사하여 계산될 수 있다.
약산 - 강염기 적정의 화학량론적 종말점에서 pH가 중화시 염기 쪽으로 치우친다.()
(그림 8.4)
약염기 -강산 : 산을 가하면 pH 가 감소하여
약산용액의 pH에 해당하는 점으로 급격하게
떨어진 후 서서히 원래 강산의 pH에
해당하는 값을 갖게 됨 (그림 8.5)
8.6 완충작용
가 될 때 , 짝산- 짝염기의 농도가 같을　때 pH가 서서히 변하는 것
산과 염기가 소량 첨가되더라도 용액의 pH 변화가 미미한 것(그림 8.6)
산성 완충용액 : 약산(아세트산 등)과 약산의 짝 염기를 내는 염(아세트산 나트륨 등)의 용액으로 만듬
염기성 완충용액:
약염기(암모니아 등)와 약염기의 짝 산을 내는 염(염화암모늄 등)의 용액으로 만듬.
생리학적 완충: 혈액에서의 pH를 7.37에서 7.43 까지 좁은 범위에서 유지하도록 하여 생물학적 거대분자의 활성 구조를 안정화 하고 생화학 반응의 속도를 최적화 한다.
산성완충: 풍부하게 공급됨 A- 이온의 존재로 첨가된 산에서 나오는 모든 를 제거함에 의해 용액의 pH를 안정화함.
염기성 완충: 산이 첨가되어 내는 양자를 염기 B가 받아들이고 염기가 첨가되면 짝 산 BH+가 양자를 공급함.
8.7 지시약
지시약으로 화학량론적 종말점을 검출
산-염기 지시약
산(HIn)과 염기(In-)에서 다른 색깔을 가짐
,
(8.13)
산이 용액에 첨가됨에 따라 pH가 보다 더 큰 값에서 보다 더 낮은 값까지 변화할 때 In- 와 HIn 의 비는 1보다 큰 값에서 1보다 작은 값까지 변화한다.
: 지시약과 종말점(지시약의 pKa ≡ 종말점 pH)
,
가 풍부한 화학양론적 종말점의 산성쪽에서는 지시약이 주로 HIn으로 존재
염이 HIn에서 양자를 제거하는 염기성 쪽에서는 주로 로 존재
빛깔 변화가 화학양론적 종말점을 알려줌
: 강산-강염기 적정, : 약산-강염기 적정, : 강산-약염기 적정
※ 용해도평형
고체 용질 용액 : 포화용액(saturated solution)
고체의 몰 용해도(molar solubility)
8.8 용해도 상수
난용성 화합물 : 물에 매우 적은 양만 녹는 화합물
난용성 화합물의 이온사이의 평형
이온평형상수 = 용해도 상수(solubility constant)
예) : ()
난용성 염인 수산화칼슘의 몰 용해도, 라 두면
⇒ (8.14)
⇒
이온 -이온 상호작용은 무시,
단 난용성이어서 고체의 농도가 매우 낮기 때문에 부정확성은 크지않음.
8.9 공통이온 효과
용액에 성분을 첨가할 때의 효과 : 용액에 존재하는 난용성 화합물이 낸 이온과 같은 이온을 내는 화합물을 첨가할 때 용해도에 미치는 영향
예) 염화은에 공통이온
,
의 몰 용해도
: 첨가 , 이때 의 몰 용해도
( )
⇒ : 공통이온 효과(공통이온의 존재에 의해 용해도가 감소)

키워드

평형의결과,   자연과학,   양성양자 시스템,   산-염기 적정,   용해도 상수,   양자화