A bg of mostly wter - Str Trek - 17 수용액평형의다른관점
공통이온효과 이제까지는산과 ( 또는 ) 염기를가지는용액의평형을살펴보았음. 약산 ( 또는약염기 ) 와그짝염기 ( 또는짝산 ) 을가지는용액에서는평형이어떻게될까? CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 와 CH 3 COON를포함하는용액 CH 3 COOH(q) H (q)ch 3 COO - (q) common ion H 2 O(l) CH 3 COON(s) N (q)ch 3 COO - (q) CH 3 COOH(q) H (q)ch 3 COO - (q) Equlibrium (less cidic) CH 3 COO - from CH 3 COON 공통이온효과 (Common ion effect): 평형용액에이미존재하는이온을더첨가했을때나타나는평형의이동 > 약전해질과공통이온을포함하고있는강전해질이용액속에같이있을때, 약전해질이홀로있을때보다이온화는감소하는효과
공통이온효과 Ex) 아세트산 (CH 3 COOH) 0.30 mol 과아세트산소듐 (CH 3 COON) 0.30 mol 을섞고물을충분히첨가하여 1.0 L 가되도록만든용액의 ph 는얼마인가? * 아세트산 (CH 3 COOH) 0.30 M 용액의 ph 2.64
공통이온효과 Ex) 0.20 mol HF 와 0. mol HCl 을함유하는 1.00 L 용액의플루오린화이온농도와 ph 를계산하시오.
완충용액 완충용액조성과작용 완충용액 (Buffer solution): H 또는 OH - 를더했을때 ph 변화에저항하는용액. ( 공통이온효과를이용하여제조 ) ( 약한짝산 - 짝염기쌍을포함하는용액 ) 약산 (HA) 과짝염기 (A - ) 를포함하는용액의 ph HA(q) A - (q) K [ H [ A [ HA 초기 [HA 0 0 [A - 0 변화 -x x x 평형 [HA 0 -x x [A - 0 x K [ H [ A [ HA x [ H buffer K x([ A [ HA [ HA [ A 0 0 0 0 x) x x([ A 0) [ HA 0 [ HA [ HA [ H buffer K K [ A [ A 0 0 *[HX 0 와 [X - 0 는충분히진한농도
완충용액 완충용액조성과작용 완충용액의작동원리 *[HX 0 와 [X - 0 는충분히진한농도 완충용액의 ph (HA, A - ) OH - 첨가 최종 ph 처음 ph 첨가된 OH - 는 A - 로바뀜 (OH - HA H 2 O A - : 완결반응 ) HA H A - [ HA [ H buffer K [ A 0 0 OH - 첨가 [ H [ H buffer [ HA [ OH [ HA 0 dded [ H K K [ A 0 [ OH dded [ A 0 0
완충용액 완충용액조성과작용 완충용액의작동원리 *[HX 0 와 [X - 0 는충분히진한농도 완충용액의 ph (HA, A - ) H 첨가 최종 ph 처음 ph 첨가된 H 는 HA 로바뀜 (H A - HA HA: 약산 A - 는 H 에대해큰친화도를갖는다.) HA H A - [ HA [ H buffer K [ A 0 0 H 첨가 [ H [ H buffer [ HA [ H [ HA 0 dded [ H K K [ A 0 [ H dded [ A 0 0
완충용액 완충용액조성과작용 완충용액의작동원리 *[HX 0 와 [X - 0 는충분히진한농도
완충용액 완충용액의 ph 계산 [ HA [ HA [ H buffer K K [ A [ A 0 0 Ex) 0.12M 락트산 [lctic cid, CH 3 CH(OH)COOH, 또는 HC 3 H 5 O 3 과 0.M 락트산소듐 (sodium lctte, CH 3 CH(OH)COON 또는 NC 3 H 5 O 3 ) 을포함하는완충용액의 ph 를계산하시오. 락트산의 K 1.4-4. log[ H [ H buffer buffer K log K phbuffer pk [ cid [ bse [ cid log( ) [ bse [ bse log( ) [ cid Henderson-Hsselblch eqution 완충용액의 ph 는 [ 약산 과 [ 약염기 의비에의해결정됨 [ 산 [ 염기 일때 ph pk
완충용액 완충용액에강산또는강염기의첨가 강산이나강염기를첨가할때완충용액의 ph 계산 Stoichiometry clcultion Equilibrium clcultion
완충용액 완충용액에강산또는강염기의첨가 Ex) 0.300 mol CH 3 COOH 와 0.300 mol CH 3 COON 를합쳐 1.000 L 가되도록물로묽혀완충용액을만들었다. 완충용액의 ph 4.74 이다. () 4.0 M NOH 용액 5.0mL 를첨가한후이용액의 ph 를계산하시오. (b) 비교를위하여, 순수한물 1.000 L 에 4.0 M 의 NOH 용액 5.0mL 를첨가한후용액의 ph 를계산하시오. () 화학양론적계산 평형계산 (b) 처음 0.280 mol/1.005l 0 0.320 mol/1.005l 변화 -x x x 평형 ~ 0.280 mol/1.005l x ~0.320 mol/1.005l ph 변화 0.06 ph 변화 5.30
완충용액 완충용량과 ph 범위 완충용량 (Buffer cpcity) : H 또는 OH - 를첨가했을때 ph 에큰변화없이완충용액이흡수할수있는 H 또는 OH - 의양 Ex) 0.0 mol HCl(g) 을다음의용액 1.0 L 에첨가했을때 ph 변화를계산하시오. Solution A: 5.00 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 과 5.00 M NCH 3 COO Solution B: 0.050 M CH 3 COOH 과 0.050 M NCH 3 COO Solution A ph pk [ CH 3COO log( ) [ CH COOH 5.00 5 log(1.8 ) log( ) 5.00 4.74 0 4.74 3 [ CH 3COO log( ) [ CH COOH 4.99 5 log(1.8 ) log( ) 5.01 4.74 0.0017 4.74 HCl 첨가 ph 4.74-4.74 0 ph pk 3 H (q) CH 3 COO - (q) CH 3 COOH(q) 처음 0.0 mol 5.00 mol 5.00 mol ( 5.00 M x 1.0 L) ( 5.00 M x 1.0 L) 나중 0 mol 4.99 mol 5.01 mol 완충용액의 ph 는 [A - /[HA 에의해결정됨.
완충용액 완충용량과 ph 범위 완충용량 (Buffer cpcity) : H 또는 OH - 를첨가했을때 ph 에큰변화없이완충용액이흡수할수있는 H 또는 OH - 의양 Ex) 0.0 mol HCl(g) 을다음의용액 1.0 L 에첨가했을때 ph 변화를계산하시오. Solution A: 5.00 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 과 5.00 M NCH 3 COO Solution B: 0.050 M CH 3 COOH 과 0.050 M NCH 3 COO Solution B ph pk [ CH 3COO log( ) [ CH COOH 0.050 5 log(1.8 ) log( ) 0.050 4.74 0 4.74 3 [ CH 3COO log( ) [ CH COOH 0.040 5 log(1.8 ) log( ) 0.060 4.74 0.18 4.56 HCl 첨가 ph 4.74-4.56 0.18 ph pk 3 H (q) CH 3 COO - (q) CH 3 COOH(q) 처음 0.0 mol 0.050 mol 0.050 mol ( 0.050 M x 1.0 L) ( 0.050 M x 1.0 L) 나중 0 mol 0.040 mol 0.060 mol 완충용액의 ph 는 [A - /[HA 에의해결정됨.
완충용액 완충용량과 ph 범위 완충용량 (Buffer cpcity) : H 또는 OH - 를첨가했을때 ph 에큰변화없이완충용액이흡수할수있는 H 또는 OH - 의양 Ex) 0.0 mol HCl(g) 을다음의용액 1.0 L에첨가했을때 ph 변화를계산하시오. Solution A: 5.00 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 과 5.00 M NCH 3 COO ph 4.74-4.74 0 Solution B: 0.050 M CH 3 COOH과 0.050 M NCH 3 COO ph 4.74-4.56 0.18 [ A [ HA 5.00 5.00 1.00 H dded [ A [ HA 4.99 5.01 0.996 0.4 % chnge [ A [ HA 0.050 0.050 1.00 H dded [ A [ HA 0.040 0.060 0.67 33 % chnge 왼충용량 (Buffer cpcity) : [HA 와 [A - 의크기에의해결정됨
완충용액 완충용량과 ph 범위 완충용량 (Buffer cpcity) : H 또는 OH - 를첨가했을때 ph 에큰변화없이완충용액이흡수할수있는 H 또는 OH - 의양 [ Ac [ HAc 1.00 1.00 1.00 H dded [ Ac [ HAc 0.99 1.01 0.98 2.00 % chnge [ Ac 1.00 H 0 [ HAc 0.01 dded [ Ac [ HAc 0.99 0.02 49.5 효과적인완충작용은 [HA [A - 일때일어남. 50.5 % chnge [ A ph pk log( ) pk log(1) [ HA pk 가원하는 ph 값과가장가까운약산찾아완충용액을만드는것이가장효과적임 pk
완충용액 완충용량과 ph 범위 Ex) 다음중 ph4.30 완충용액을만드는데가장적합한것은? 그리고 [HA/[A - 의비는? ph 4.30 [ H 4.30 5.0 5 M () chlorocetic cid (K 1.35 x -3 ) pk log(1.35 3 ) 2.869 (b) propnoic cid (K 1.3 x -5 ) (c) benzoic cid (K 6.4 x -5 ) [ H K [ HA 5.0 [ A 5 M pk log(1.3 [ HA [ A [ H 3 5.0 1.3 5 5 K pk log(6.4 [ HA [ H [ A K 5 ) 4.89 3.8 ) 4.19 5.0 1.35 5 3 3.7 2 [ HA [ A [ H 5.0 6.4 5 5 K 0.78 (d) hypochlorous cid (K 3.5 x -8 ) pk log(3.5 [ HA [ A [ H 5.0 8 5 8 K 3.5 ) 7.46 1.4 3
산 - 염기적정 적정 (titrtion): 알고있는농도의시료를이용하여미지시료의농도를결정하는방법 ph 적정곡선 (ph titrtion curve): 첨가한적정제 (titrnt) 의부피에따른혼합용액의 ph 곡선 당량점 (equivlence point): 화학량론적으로산과염기가함께똑같은양에도달하는점
산 - 염기적정 강산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M HCl 용액에다음부피의 0.0 M NOH 을첨가할때, 혼합용액의 ph 를계산하시오. () 0 ml (b) 25.0 ml (c) 40.0 ml (d) 50.0 ml (e) 60 ml (f) 75 ml H (q) OH - (q) H 2 O(l) () [H 0.0 M ph 1.000 (b) H OH - H 2 O(l) 반응전 5.00 mmol 2.50 mmol (50.0 ml x 0.0 M) (25.0 ml x 0.0 M) 반응후 2.50 mmol 0 (c) [ H 2.50mmol (50.0 25.0) ml ph log(0.0333) 1.477 0.0333M H OH - H 2 O(l) 반응전 5.00 mmol 4.00 mmol (50.0 ml x 0.0 M) (40.0 ml x 0.0 M) 반응후 1.00 mmol 0 [ H 1.00mmol (50.0 40.0) ml ph log(0.0111) 1.954 0.0111M
산 - 염기적정 강산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M HCl 용액에다음부피의 0.0 M NOH 을첨가할때, 혼합용액의 ph 를계산하시오. () 0 ml (b) 25.0 ml (c) 40.0 ml (d) 50.0 ml (e) 60 ml (f) 75 ml H (q) OH - (q) H 2 O(l) (d) (e) (f) H OH - H 2 O(l) 반응전 5.00 mmol 5.00 mmol (50.0 ml x 0.0 M) (50.0 ml x 0.0 M) 반응후 1.00 x -7 M 1.00 x -7 M ph 7.000 H OH - 1.00mmol H 2 O(l) [ OH 0.00909M (50.0 60.0) ml 반응전 5.00 mmol 6.00 mmol (50.0 ml x 0.0 M) (60.0 ml x 0.0 M) poh log(0.00909) 2.041 반응후 0 1.00 mmol ph 14 poh 11. 959 H OH - 2.50mmol H 2 O(l) [ OH 0.0200M (50.0 75.0) ml 반응전 5.00 mmol 7.50 mmol (50.0 ml x 0.0 M) (75.0 ml x 0.0 M) poh log(0.0200) 1.699 반응후 0 2.50 mmol ph 14 poh 12. 301
산 - 염기적정 강산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M HCl 용액에다음부피의 0.0 M NOH 을첨가할때, 혼합용액의 ph 를계산하시오. () 0 ml (b) 25.0 ml (c) 40.0 ml (d) 50.0 ml (e) 60 ml (f) 75 ml ph 1.000 1.477 1.954 7.000 11.959 12.301 강염기에강산을첨가하여적정할때적정곡선
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 용액을다음부피의 0.0 M NOH 로적정할때 ph 를계산하시오. () 0 ml (b).0 ml (c) 25.0 ml (d) 40.0 ml (e) 50.0 ml (f) 60.0 ml (g) 75.0 ml () CH 3 COOH(q) H (q) CH 3 COO - (q) 처음 0.0 M 0 0 eq 0.0-x x x K 1.8 5 [ H [ CH 3COO [ CH COOH [ H 3 x 1.3 2 x 0.0 x 3 M 2 x 0.0 x 1.3 (5% rule : 0. 0. ph 2.89 3 < 5%)
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 용액을다음부피의 of 0.0 M NOH 로적정할때 ph 를계산하시오. () 0 ml (b).0 ml (c) 25.0 ml (d) 40.0 ml (e) 50.0 ml (f) 60.0 ml (g) 75.0 ml (b) 화학양론적계산 OH - (q) CH 3 COOH(q) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) 반응전 1.00 mmol 5.00 mmol 0 0 (.0 ml x 0.0 M) ( 50.0 ml x 0.0 M) 반응후 0 4.00 mmol 1.00 mmol 1.00 mmol 평형계산 CH 3 COOH(q) H (q) CH 3 COO - (q) 처음 (4.00/60.0) M 0 (1.00/60.0) M eq (4.00/60.0-x) M x M (1.00/60.0x) M [ H K 1.8 5 x 7.2 [ H [ CH 3COO [ CH COOH 5 M 3 x( 1.0 50.0.0 4.0 50.0.0 x) x x 7.2 (5% rule : 4.0 / 60.0 6.7 ph 4.14 5 2 x 4.0 < 5%) K 1.8 [ H ph pk 5 K log(1.8 [ H [ CH 3COO [ CH COOH [ CH 3COOH [ CH COO [ CH 3COO log( ) [ CH COOH 5 ) log( 1.0 50.0.0 4.0 50.0.0 1 4.74 log( ) 4.14 4 3 3 3 x ) x
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 용액을다음부피의 0.0 M NOH 로적정할때 ph 를계산하시오. () 0 ml (b).0 ml (c) 25.0 ml (d) 40.0 ml (e) 50.0 ml (f) 60.0 ml (g) 75.0 ml (c) 화학양론적계산 OH - (q) CH 3 COOH(q) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) 반응전 2.50 mmol 5.00 mmol 0 0 (25.0 ml x 0.0 M) ( 50.0 ml x 0.0 M) 반응후 0 2.50 mmol 2.50 mmol 2.50 mmol 평형계산 CH 3 COOH(q) H (q) CH 3 COO - (q) 처음 (2.50/75.0) M 0 (2.50/75.0) M eq (2.50/75.0-x) M x M (2.50/75.0x) M [ H 2.5 5 [ H [ CH 3COO x( 50.0 25.0 x) K 1.8 x 4.74 log(1) 4. 74 2.5 [ CH COOH x x 1.8 5 M 3 50.0 25.0 x 7.2 (5% rule : 2.5/ 75.0 3.3 ph 4.74 5 2 < 5%) ph pk log(1.8 [ CH 3COO log( ) [ CH COOH 5 3 ) log( 2.5 mmol (50.0 25.0) ml 2.5 mmol (50.0 25.0) ml 중간점 (hlfwy point) : 당량점부피의반 [HA [A -, ph pk )
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 용액을다음부피의 0.0 M NOH 로적정할때 ph 를계산하시오. () 0 ml (b).0 ml (c) 25.0 ml (d) 40.0 ml (e) 50.0 ml (f) 60.0 ml (g) 75.0 ml (d) 화학양론적계산 OH - (q) CH 3 COOH(q) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) 반응전 4.00 mmol 5.00 mmol 0 0 (40.0 ml x 0.0 M) ( 50.0 ml x 0.0 M) 반응후 0 1.00 mmol 4.00 mmol 4.00 mmol 평형계산 CH 3 COOH(q) H (q) CH 3 COO - (q) 처음 (1.00/90.0) M 0 (4.00/90.0) M eq (1.00/90.0-x) M x M (4.00/90.0x) M ph pk [ CH 3COO log( ) [ CH COOH 4.0 mmol (50.0 40.0) ml 5 4.0 log(1.8 ) log( ) 5 [ H [ CH 3COO x( 50.0 40.0 x) 1.0 mmol K 1.8 4.0 x (50.0 40.0) ml 1.0 [ CH 3COOH 50.0 40.0 x 4.74 log(4) 4.74 0.60 5. 35 6 6 x 4.5 [ H x 4.5 M (5% rule : < 5%) 2 1.0 / 90.0 1.1 ph 5.35 3
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 용액을다음부피의 0.0 M NOH 로적정할때 ph 를계산하시오. () 0 ml (b).0 ml (c) 25.0 ml (d) 40.0 ml (e) 50.0 ml (f) 60.0 ml (g) 75.0 ml (e) 화학양론적계산 OH - (q) CH 3 COOH(q) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) 반응전 5.00 mmol 5.00 mmol 0 0 (40.0 ml x 0.0 M) ( 50.0 ml x 0.0 M) 반응후 0 0 5.00 mmol 5.00 mmol 평형계산 CH 3 COO - (q) H 2 O(l) OH - (q) CH 3 COOH(q) 처음 (5.00/0.0) M 0 M 0 M eq (5.00/0-x) M x M x M Equivlence Point K b K K w [ OH 1.0 1.8 14 5 5.6 [ OH [ CH 3COOH [ CH COO 5.0 50.0 50.0 6 x 5.3 x 5.3 M (5% rule : 5.0 /0.0 5.0 ph 14.00 poh 14.00 5.28 8.72 3 x 2 6 2 x < 5%) x 2 5.0 50.0 50.0
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 용액을다음부피의 0.0 M NOH 로적정할때 ph 를계산하시오. () 0 ml (b).0 ml (c) 25.0 ml (d) 40.0 ml (e) 50.0 ml (f) 60.0 ml (g) 75.0 ml (f) OH - (q) CH 3 COOH(q) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) 반응전 6.00 mmol 5.00 mmol 0 0 (60.0 ml x 0.0 M) ( 50.0 ml x 0.0 M) 반응후 1.00 mmol 0 5.00 mmol 5.00 mmol [ OH 1.0mmol (50.0 60.0) ml 9.1 3 M ph 14.00 poh 14.00 [ log(9.1 3 ) 14.00 2.04 11.96 (g) OH - (q) CH 3 COOH(q) H 2 O(l) CH 3 COO - (q) 반응전 7.50 mmol 5.00 mmol 0 0 (75.0 ml x 0.0 M) ( 50.0 ml x 0.0 M) 반응후 2.50 mmol 0 5.00 mmol 5.00 mmol [ OH 2.5mmol (50.0 75.0) ml 2.0 2 M > ph 12.30
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 Ex) 50.0 ml 의 0.0 M CH 3 COOH (K 1.8 x -5 ) 용액을다음부피의 0.0 M NOH 로적정할때 ph 를계산하시오. () 0 ml (b).0 ml (c) 25.0 ml (d) 40.0 ml (e) 50.0 ml (f) 60.0 ml (g) 75.0 ml ph 2.89 4.14 4.74 5.35 8.72 11.96 12.30 같은모양 (OH - 지배 ) 완충효과 강산 - 강염기적정곡선
산 - 염기적정 약산 - 강염기적정 K 에따른적정곡선 당량점 : 산의양에의해결정됨 당량점에서의 ph : 산의세기에의해영향받음 [A - : stronger bse hlfwy point
산 - 염기적정 다양성자산의적정 H 3 PO 3 의적정 ( 이양성자산 ) 1 단계 : 화학양론적반응 평형 H 3 PO 3 (q) H H 2 PO 3- (q) 2 단계 : 화학양론적반응 평형 H 2 PO 3- (q) H HPO 3 2- (q)
산 - 염기적정 산 - 염기지시약으로적정하기 산 - 염기지시약 : 약산 (HIn) 과짝염기 (In - ) 형태가다른색을나타냄. 색변화로종말점 (end point) 을알수있음. 종말점과당량점은같을필요가없음. phenolphthlein 산성용액 염기성용액
산 - 염기적정 산 - 염기지시약으로적정하기 지시약의작동원리 : HIn (K 1.0 x -8 ) HIn HIn(q) H (q) In - (q) Red Blue OH - OH - ph 1 용액 K [ H [ In [ HIn 눈은 [ In [ HIn 1 일때색변화를감지 [ In K [ HIn [ H 1.0 1.0 8 1 Red 1.0 7 K [ H [ H [ In [ HIn K Reddish 1.0 [ In K [ HIn [ H 7 purple 1 ph 7 Blue
산 - 염기적정 산 - 염기지시약으로적정하기 지시약의작동원리 : HIn (K 1.0 x -8 ) HIn(q) H (q) In - (q) Red Blue HIn H H ph 13 용액 Red 눈은 [ In [ HIn 1 일때색변화를감지 [ H [ In [ In K K [ HIn [ HIn [ H 1 K 9 [ H 1.0 ph 9 Bluish purple K [ In K [ HIn [ H Blue [ H [ In [ HIn 1.0 1.0 8 13 1.0 5
산 - 염기적정 산 - 염기지시약으로적정하기 지시약의작동원리 : cid cid ph ph pk pk pk [ In log( ) [ HIn 1 log( ) pk pk [ In log( ) [ HIn log( ) pk 1 bse 1 bse 1 Color chnge rnge: ph pk ±1
산 - 염기적정 산 - 염기지시약으로적정하기 강산 - 강염기
산 - 염기적정 산 - 염기지시약으로적정하기
용해도평형 용해도평형 : 이온화합물의용해또는침전반응의평형, 즉, 불균일평형의기술 Ex) 치아부식, 신장결석, 석회동굴, BSO 4 [X-ry gent (B 2 )
용해도평형 용해도곱상수 (K sp ), 용해도 BSO 4 포화수용액에서의평형 BSO 4 (s) B 2 (q) SO 4 2 (q) 평형상수식 K sp [B 2 [SO 4 2 용해도곱 (solubility product): K sp 값 용해도 (solubility): 용액 1 L에용해된용질의질량 (g/l) 몰용해도 (molr solubility): 용액 1L에용해된용질의몰수 (mol/l, 즉 M)
용해도평형 용해도곱상수 (K sp ), 용해도 Ex) 25 C 에서고체크로뮴산은 (silver chromte) 을순수한물에첨가했다. 약간의고체가플라스크바닥에녹지않고남았다. 녹지않은 Ag 2 CrO 4 (s) 와용액사이의평형이완결되도록며칠간저어주었다. 평형용액을분석하였더니은이온 (Ag ) 의농도가 1.3-4 M 이었다. Ag 2 CrO 4 가물에완전히해리되며, 용액중에 Ag 과 CrO 4 2- 이온이관련된어떤다른중요한평형도없다고가정할때, Ag 2 CrO 4 의 K sp 를계산하시오. Ex) 25 C 에서 CF 2 의 K sp 는 3.9-11 이다. CF 2 가물에서완전히해리되며, 용해도에영향을미치는다른중요한평형이없다고가정할때, CF 2 의용해도를 g/l 로계산하시오.
용해도에영향을주는인자 공통이온효과 용해도에영향을주는인자 : (1) 공통이온의존재, (2) 용액의 ph, (3) 착화제 ( 착이온 ) 의존재, (4) ph 와착화제의두효과와관련된양쪽성 (mphoterism) (b) 평형농도 공통이온효과 Ex) 25 C 에서다음용액속에있는 CF 2 의몰용해도를계산하시오. () 0.0M C(NO 3 ) 2, (b) 0.0M NF. (K sp 3.9 x -11 ) ()
용해도에영향을주는인자 용해도와 ph 용액의 ph 는음이온이염기성인물질의용해도에영향을미친다 OH - 제거 : 평형 OH - 첨가 : 평형 ph 감소 : 평형 ph 증가 : 평형
용해도에영향을주는인자 용해도와 ph 석회석 (limestone ) CCO 3 (s) C 2 (q) CO 2-3 (q) K sp 8.7 x -9 CO 2 (g) H 2 O(l) H 2 CO 3 (q) H (q) HCO HCO 3- (q) H 3- (q) (q) 평형 > 용해도 > 석회동굴 고수동굴 ( 단양 ) Lury Cvern Mmmoth Cve CO 2 (g) > ph > solubility
용해도에영향을주는인자 착이온의형성 금속이온은 Lewis 산으로서작용할수있다. 따라서, 용매존재하에 Lewis 염기와반응하여착이온 (complex ion) 을형성한다. 이는금속염의용해도에영향을미친다. 형성상수 (formtion constnt, K f )
용해도에영향을주는인자 착이온의형성 Ex) 진한암모니아를 0.0M AgNO 3 용액에첨가했을때, [NH 3 의평형농도가 0.20M 이었다. 평형일때, 용액에존재하는 Ag 의농도를계산하시오. 단, NH 3 를첨가했을때생기는부피변화는무시한다.
용해도에영향을주는인자 양쪽성 중성의물에잘녹지않는금속산화물과금속수산화물은강산과강염기용액에서녹는다. 이는이들물질이산또는염기로거동할수있기때문인데, 그들을각각양쪽성산화물 (mphoteric oxide) 과양쪽성수산화물 (mphoteric hydroxide) 이라고한다. Ex) Al 3, Cr 3, Zn 2, Sn 2,
침전과이온분리 BSO 4 (s) B 2 (q) SO 4 2 (q) K sp [B 2 [SO 4 2 용액에서, (1) Q K sp 라면, 계는평형이고, 포화용액이다. (2) Q < K sp 라면, Q K sp 까지고체는더녹을것이다. (3) Q > K sp 라면, Q K sp 까지염은침전될것이다. Ex) 8.0-3 M Pb(NO 3 ) 2 0. L 를 5.0-3 M N 2 SO 4 0.40 L 에첨가했을때, 침전이생성되는가? (PbSO 4 의 K sp 6.3-7 ) PbSO 4 (s) Pb 2 (q) SO 4 2 (q) K sp [Pb 2 [SO 4 2 Q [Pb 2 0 [SO 4 2 0 Q > K sp 침전생성 0.80mmol 2.0mmol 3 3 6 1.6 M 4 M 6.4 M 0.5L 0.5L
이온의선택침전 선택성침전 (selective precipittion): 염의용해도차이를이용하여, 혼합물속의이온들을분리하는방법 Ex) 1.0-2 M Ag 과 2.0-2 M Pb 2 을포함하는용액이있다. Cl - 을이용액에첨가할때, AgCl (K sp 1.8 - ) 과 PbCl 2 (K sp 1.7-5 ) 이모두침전되었다. 각각의염이침전되기시작할때필요한 Cl - 의농도는얼마인가? 어느염이먼저침전되는가? AgCl PbCl 2 [Cl - > 1.8 x -8 M 이면 AgCl 침전생성 [Cl - > 2.9 x -2 M 이면 PbCl 2 침전생성 1.8 x -8 M < [Cl - < 2.9 x -2 M 에서 AgCl 선택적침전
이온의선택침전 황화물의선택적침전 : 황화물은넓은용해도범위를가지고있다. 따라서 S 2- 이온은이온분리에광범위하게사용된다. K sp 매우작은 K sp S 2- 를사용할때의다른이점 : ph를조절하여 S 2- 의농도를조절할수있다. H 2 S H HS - K 1 1.0 x -7 HS - H S 2- K 2-19 낮은 ph : 평형, 낮은 [S 2-. 높은 ph : 평형, 높은 [S 2-
금속원소의정성분석 정성분석 (qulittive nlysis): 물질의성격을분석정량분석 (quntittive nlysis): 물질의양을분석 금속원소의정성분석 1. 불용성염화물 (insoluble chlorides) 2. 산 - 불용성황화물 (cid-insoluble sulfides) 3. 염기 - 불용성황화물 (bse-insoluble sulfide) 과수산화물 (hydroxide) : 4. 불용성인산염 (insoluble phosphte): 5. 알칼리금속이온 (lkli metl ion) 과 NH 4 : K N
종합개념 Ex) 21 C, 0.950 tm 의 HCl 기체 1.25 L 를 0.150M NH 3 용액 0.500 L 에통과시켰다. 모든 HCl 이용해되고, 용액의부피는 0.500 L 를그대로유지한다고가정할때, 용액의 ph 를계산하시오. HCl(g) NH 3 (q) NH 4 (q) Cl - (q) NH 4 (q) H (q) NH 3 (q) K b (NH 3 ) 1.8 x -5 K b (NH 3 ) 1.8 x -5 K (NH 4 ) 5.6 x -6 ph pk [ NH log( [ NH 3 4 ) 0.0516 log(5.6 ) log( ) 0.0984 9.25 0.280 8.97