밤샘화학/산 염기

지난 강의에서 물의 자동이온화와 물의 이온곱 상수에 관한 예제를 풀어보았다. 이번 강의에서는 물 말고도 다른 산, 염기들에 대한 이온화도와 이온화 상수를 같이 살펴보자. 1. 이온화도 일단 이온화 라는 것은 전해질이 수용액에서 양이온과 음이온으로 나누어지는 현상을 말한다. 그렇다면 이온화도는 쉽게 생각해서 '이온화 되는 정도'라고 할 수 있다. 즉, 이온화도가 크다면 많이 이온화 되는 것이고 반대로 작다면 적게 이온화 될 것이다. 이 말을 정량적인 수식으로 나타내면 아래와 같다. 2. 이온화 상수 산과 염기가 물에 녹아 이온화하여 평형상태를 이루었을 때 평형상수를 각각 산의 이온화 상수(Ka), 염기의 이온화 상수(Kb)라고 한다. 또한 이온화 해리 상수라고도 한다. 아래 표를 참고해서 보면 이해가 빠를..

저번 강의에서 물의 자동이온화에 대한 개념을 알아보았다. 이번 강의에서는 이를 이용하여 예제를 같이 풀어보자. 문제는 다음과 같다. 문제) 위 그림은 25℃에서 1.0M HCl 수용액과 1.0M NaOH 수용액을 여러 가지 비율로 섞은 후 각 혼합 용액의 최고 온도를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 물의 이온곱 상수는 온도에 따라 다음 표의 값을 가진다. 각 용액의 pH를 구해라. (1) A 용액 (2) B 용액 (3) C 용액 (4) 계산 과정 없이 B 용액의 액성에 대해 설명하시오. (Hint. 열역학) (1) 부터 같이 한번 살펴보자. 위 문제는 사실 강산과 강염기를 적정하는 과정과 유사하다고 볼 수 있다. 아무튼 A용액은 산성일 것임을 혼합한 HCl 과 NaOH의 양을 통해 유추해볼 수 있다. HC..

물도 다른 염기나 산과 마찬가지로 극소량이지만 다음과 같이 스스로 이온화를 하게 된다. 이러한 현상을 '물의 자동 이온화'라고 한다. 그렇다면 이 반응식의 평형상수를 구해보자. 이때 [H2O]는 '온도가 일정할때' 일정한 상수 값이므로 양변에 [H2O]를 곱해주면 다음과 같은 식이 나온다. 따라서 여기서 물의 이온곱 상수를 정의하게 되며 [H2O]와 K는 모두 상수이므로 상수 * 상수 = 상수 식이 성립하게 된다. 따라서 아래와 같이 물의 이온곱 상수를 평형상수 * 물의 농도로 정의한다. 또한 물의 이온곱 상수는 다음과 같이 온도에 따라 정해져 있다. 따라서 수소이온의 농도와 수산화이온의 농도중 하나만 알고 있으면 다른 하나의 농도를 구할 수 있다. 또한 위 표를 자세히 보면 온도가 증가함에 따라 물의 ..