Ch16.수용액에서의 평형-산과 염기

Front 1

16장.

Back 1

수용액에서의 평형:산과 염기

Front 2

16.1

Back 2

산-염기의 개념:브뢴스테드-로우리의 이론

Front 3

아레니우스산1

Back 3

H+를 내놓는 물질

Front 4

아레니우스산2

Back 4

HA(aq) ↔ H+(aq) + A-(aq)

Front 5

아레니우스 염기1

Back 5

OH-를 내놓는 물질

Front 6

아레니우스 염기2

Back 6

MOH(aq) ↔ M+(aq) + OH-(aq)

Front 7

브뢴스테드-로우리의 산

Back 7

H+를 내놓을 수 있는 물질

Front 8

브뢴스테드-로우리의 염기

Back 8

H+를 받을 수 있는 물질

Front 9

짝염기

Back 9

짝산이 H+를 내놓은 것

Front 10

ex)NO2(-)짝산

Back 10

HNO2

Front 11

16.2

Back 11

산 및 염기의 세기

Front 12

강산의 짝염기

Back 12

약염기

Front 13

약산의 짝염기

Back 13

강염기

Front 14

16.3

Back 14

수화된 양성자와 히드로늄 이온

Front 15

히드로늄이온

Back 15

H3O(+)

Front 16

히드로늄이 형성 이유

Back 16

H(+)의 반응성이 너무커 물분자와 결합됨

Front 17

16.4

Back 17

물의 해리

Front 18

물의 해리

Back 18

2H2O(l) ↔ H3O(+)(aq) + OH(-)

Front 19

물의 해리 평형상수(K)

Back 19

[H3O(+)][OH(-)] / [H2O](2)

Front 20

물의 이온-곱 상수(Kw)1

Back 20

K[H2O](2)

Front 21

물의 이온-곱 상수(Kw)2

Back 21

[H3O(+)][OH(-)]

Front 22

물의 해리 평형위치

Back 22

왼쪽

Front 23

25℃에서[H2O]

Back 23

(997g/L)(1mol/18.0g) = 55.4mol/L

Front 24

해리되지 않은 물분자에 대한 해리된 물분자의 비율

Back 24

1.8 × 10(-9)

Front 25

25℃에서Kw

Back 25

1.0 × 10(-14)

Front 26

Kw의 단위

Back 26

mol(2)/L(2)

Front 27

중성

Back 27

[H3O(+)] = [OH(-)]

Front 28

산성

Back 28

[H3O(+)] > [OH(-)]

Front 29

염기성

Back 29

[H3O(+)] < [OH(-)]

Front 30

Kw의 온도의존성 1-1

Back 30

Kw는 온도에 따라 증가한다

Front 31

Kw의 온도의존성 1-2

Back 31

물의 자동이온화는 흡열과정이다

Front 32

Kw의 온도의존성 2

Back 32

온도에 따른 Kw변화(온도에 따라 중성PH변화)

Front 33

pH

Back 33

-log[수소이온농도]

Front 34

pH단위

Back 34

無

Front 35

pH유효숫자

Back 35

몰농도 유효숫자만큼 PH는 소수점 이하자리까지

Front 36

ex)PH유효숫자

Back 36

2.6 × 10(-3) → 2.60

Front 37

16.5

Back 37

강산과 강염기의 pH

Front 38

강산1

Back 38

HCl. HBr. HI

Front 39

강산2

Back 39

H2SO4. HNO3. HClo4

Front 40

약산

Back 40

HCN. HF. CH3COOH

Front 41

강산의 [H3O(+)].[A(-)]

Back 41

[HA]초기농도

Front 42

강산의 pH

Back 42

pH[강산] = pH[H3O(+)]

Front 43

강염기1

Back 43

LiOH. NaOH. KOH

Front 44

강염기2

Back 44

Ca(OH)(2). Si(OH)(2)

Front 45

약염기

Back 45

Be(OH)(2). Mg(OH)(2)

Front 46

강염기의[M(+)]. [OH(-)]

Back 46

[MOH]의 초기농도

Front 47

강염기 pH

Back 47

생략1.0 × 10(-14) / [OH(-)]

Front 48

16.6

Back 48

약산용액에서의 평형

Front 49

Ka(1)

Back 49

산해리상수

Front 50

Ka(2)

Back 50

약산의 평형위치

Front 51

산의 해리

Back 51

HA(aq) + H2O(l) ↔ H3O(+)(aq) + A(-)(aq)

Front 52

Ka(3)

Back 52

K[H2O]

Front 53

Ka(4)

Back 53

[H3O(+)][A(-)] / [HA]

Front 54

[HA]

Back 54

평형에서 산의 몰농도

Front 55

Ka값이 크다

Back 55

강산

Front 56

16.7

Back 56

약산 혹은 약염기 용액에서의 평형농도 계산

Front 57

약산.약염기 평형농도 계산1

Back 57

초기 존재 화학종 찾기

Front 58

약산.약염기 평형농도 계산2-1

Back 58

가능한 양성자 이동반응을 모두 찾는다

Front 59

약산.약염기 평형농도 계산2-2

Back 59

주반응은 H(+)나 OH(-)를 많이 생성시키는 반응이다

Front 60

약산.약염기 평형농도 계산3-1

Back 60

주반응을 이용해 Ka.Kb구함

Front 61

약산.약염기 평형농도 계산3-2

Back 61

근사법 적용여부 판단

Front 62

약산.약염기 평형농도 계산4

Back 62

Ka.Kb를 이용 pH와 각화학종의 농도를 구함

Front 63

근사법1

Back 63

초기 농도의 소수점 이하 유효숫자에 맞추어 주는 방법

Front 64

근사법2

Back 64

(수소이온농도 / 초기화합물농도) < 0.05

Front 65

약산의 Ka

Back 65

χ(2) / 초기농도 - χ

Front 66

약산의 χ

Back 66

[H3O(+)]

Front 67

약산의 pH

Back 67

마이너스log χ

Front 68

약염기Kb

Back 68

χ(2) / 초기농도 - χ

Front 69

약염기의 χ

Back 69

[OH(-)]

Front 70

약염기의 pH

Back 70

마이너스log Kw/χ

Front 71

HCN평형농도계산1

Back 71

HCN. H2O

Front 72

HCN평형농도계산2-1

Back 72

HCN과 H2O해리

Front 73

HCN평형농도계산2-2

Back 73

주반응은 HCN + H2O ↔ H3O(+) + CN(-)

Front 74

HCN평형농도계산3-1

Back 74

Ka = 4.9 × 10(-10) = χ(2) / 초기농도 - χ

Front 75

HCN평형농도계산3-2

Back 75

근사법 적용가능

Front 76

HCN평형농도계산4

Back 76

pH =마이너스log7 × 10(-6) =5.XXXX

Front 77

16.8

Back 77

약산 용액에서의 해리백분율

Front 78

약산해리 백분율

Back 78

해리된[HA]/초기의[HA] × 100

Front 79

Ka에 따른 해리백분율 변화

Back 79

Ka가 커지면 해리백분율도 커진다

Front 80

약염기 해리 백분율

Back 80

해리된[OH(-)] / 초기[MOH] × 100

Front 81

희석과 해리백분율

Back 81

희석되면 해리백분율이 커진다

Front 82

묽힘(희석)에 따른 평형

Back 82

르샤틀리에의 원리에 의해 입자수를 늘리기 위해 이온화되지 않은 산으로 부터 이온과 그 짝염기로 이동

Front 83

10배 묽힌 Q(1)

Back 83

1/10Ka

Front 84

10배 묽힌 Q(2)

Back 84

Q < K이므로 정반응 진행

Front 85

묽은 산의 이온화

Back 85

거의 완전히 이온화

Front 86

16.9

Back 86

다양성자 산

Front 87

다양성자산

Back 87

해리 될 수 있는 양성자를 두 개 이상 포함하고 있는 산

Front 88

H2CO3 해리1단계

Back 88

H2CO3(aq) + H2O(l) ↔ H3O(+)(aq) + HCO3(-)(aq)

Front 89

H2CO3의 Ka1

Back 89

[H3O(+)][HCO3(-)]/[H2CO3] = 4.3 × 10(-7)

Front 90

H2CO3 해리2단계

Back 90

HCO3(-) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + CO3(2-)(aq)

Front 91

H2CO3의 Ka2

Back 91

[H3O(+)][CO3(2-)]/[HCO3(-)] = 5.6 × 10(-11)

Front 92

다양성자산의 평형농도계산

Back 92

Ka1이외에는 다 무시한다

Front 93

다양성자산 예

Back 93

H2CO3. H2PO4

Front 94

H2SO4의 첫번째 액화

Back 94

강산의 거의 100%해리

Front 95

H2SO4의 두번째 이온화

Back 95

약산의 성질(Ka2 = 1.2 × 10(-2))

Front 96

H2SO4의 초기농도가 진할경우(1M H2SO4)

Back 96

첫번째 이온화가 100%진행. 두번째 이온화는 pH에 영향X

Front 97

황산의 초기농도가 묽은 경우(0.01N H2SO4)

Back 97

두번째 이온화를 통한 χ계산.근사법 적용 안됨

Front 98

16.10

Back 98

염기용액에서의 평형

Front 99

약염기의 해리 예

Back 99

NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4(+)(aq) + OH(-)(aq)

Front 100

Kb(염기해리상수)

Back 100

Kb = [BH(+)][OH(-)]

Front 101

16.11

Back 101

Ka와 Kb 사이의 관계

Front 102

짝산과 짝염기

Back 102

Ka × Kb

Front 103

16.12

Back 103

염의 산- 염기 성질

Front 104

염(salt)

Back 104

산의 음이온 + 염기의 양이온

Front 105

중성용액을 생성하는 염

Back 105

강한 산 + 강한 염기

Front 106

강산의 음이온과 강염기의 양이온 활성

Back 106

비활성

Front 107

강염기의 음이온 예

Back 107

Cl(-) → 비활성(약염기로 수소 이온을 뺏으려는 경향X)

Front 108

강염기의 양이온 예

Back 108

Na(+) → 비활성(양성자를 내주지 않음)

Front 109

중성용액을 생성하는 염의 예

Back 109

NaOH + HCl → NaCl

Front 110

산성용액을 생성하는 염의 예

Back 110

NH3 + HCl →NH4Cl

Front 111

NH4Cl(1)

Back 111

NH4(+)(aq) + H2O(l) ↔ H3O(+)(aq) + NH3(aq)

Front 112

NH4Cl(2)

Back 112

양이온은 약한산/음이온은 불활성형

Front 113

산성염의 pH구하기

Back 113

약산의 pH구하기 방식과 동일

Front 114

높은 전하를 띄는 양이온

Back 114

수화물 형성

Front 115

Al(3+)

Back 115

[Al(H2O)6](3+)

Front 116

수화물 특징

Back 116

쉽게 양성자를 내줌

Front 117

Al(H2O)6(3+)의 해리

Back 117

Al(H2O)6(3+) + H2O ↔ H3O(+) + Al(H2O)5(OH)(2+)

Front 118

산성용액 만드는 양이온1

Back 118

Be(2+).Zn(2+)

Front 119

산성용액 만드는 양이온2

Back 119

Cr(3+).Fe(3+)

Front 120

큰전하 띄고 있는 수화물의 pH계산

Back 120

약산으로 간주하고 pH계산

Front 121

염기성 용액을 생성하는 염

Back 121

약한산 + 강한염기

Front 122

염기성 용액을 생성하는 염

Back 122

NaOH + HCN ↔ NaCN

Front 123

NaCN(1)

Back 123

CN(-)(aq) + H2O(l) ↔ HCN(aq) + OH(-)(aq)

Front 124

NaCN(2)

Back 124

음이온은 약염기 양이온은 불활성이다

Front 125

염기성염의 pH구하기

Back 125

약염기의 pH구하는 방법

Front 126

산성양이온과 염기성음이온을 포함하고 있는 염

Back 126

Ka와 Kb값의 비교에 따른 주반응결정

Front 127

(NH4)2CO3의 NH4(+)

Back 127

NH4(+)(aq) + H2O(l) ↔ H3O(+)(aq) + NH3(aq)

Front 128

(NH4)2CO3의 CO3(2-)

Back 128

CO3(2-) + H2O(l) ↔ HCO3(-)(aq) + OH(-)

Front 129

양쪽성 물질1

Back 129

산도 되고 염기도 되는 물질

Front 130

양쪽성 물질 예1

Back 130

H2SO4(-). HCO3(-)

Front 131

HCO3(-)의 Ka

Back 131

HCO3(-)(aq) + H2O ↔ H3O(+)(aq) + CO3(2-)(aq) Ka : 4.7×10(-11)

Front 132

HCO3(-)의 Kb

Back 132

HCO3(-)(aq) + H2O ↔ H2CO3(aq) + OH(-)(aq) Kb : 2.3×10(-8)

Front 133

NaHCO3의 pH

Back 133

염기성

Front 134

NaHPO4의 pH

Back 134

산성

Front 135

16.13

Back 135

산의 세기에 영향을 미치는 요인들

Front 136

HF<<HCl<HBr<HI

Back 136

결합세기가 약할수록 극성이 클수록 산의 세기가 커짐

Front 137

CH4<NH3<H2O<HF로 갈수록 pH커짐

Back 137

전기음성도가 커짐에 따라 pH커짐

Front 138

이성분상의 세기大1

Back 138

결합세기가 약할수록

Front 139

이성분상의 세기大2

Back 139

극성이 클수록

Front 140

이성분상의 세기大3

Back 140

A가 클수록

Front 141

이성분상의 세기大4

Back 141

전기음성도가 클수록

Front 142

산소산

Back 142

산소를 포함한 산

Front 143

산소산의 세기大1

Back 143

전기음성도가 클수록

Front 144

산소산의 세기大2

Back 144

산화수가 클수록

Front 145

산소산의 세기大3

Back 145

OH결합력이 약하고 극성이 클수록

Front 146

같은수 OH를 갖은 산소산의 산의 세기

Back 146

전기음성도가 클수록 세기가 세짐

Front 147

HOI<HOBr<HOCl

Back 147

Y의 전기음성도가 클수록 산의 세기가 세짐

Front 148

같은수 Y원자와 다른수 산소원자로 구성된 산소산의 산의세기1

Back 148

산화수가 클수록 산의 세기는 크다

Front 149

같은수 Y원자와 다른수 산소원자로 구성된 산소산의 산의세기2

Back 149

산소원자수의 증가에 따라 증가

Front 150

HOCl<HClO2<HClO3<HClO4

Back 150

산화수가 많고 산소가 많을수록 산의세기는 크다

Front 151

H2SO4>H2SO3

Back 151

산화수가 많고 산소가 많을수록 산의세기는 크다

Front 152

H3PO3>H3PO4

Back 152

이양성자산>삼양성자산

Front 153

16.14

Back 153

루이스 산과 염기

Front 154

루이스산

Back 154

전자쌍 받게

Front 155

루이스 염기

Back 155

전자쌍 주게

Front 156

루이스산 H(+)

Back 156

NH3나 H2O의 전자를 받아 H3O(+)나 NH4(+)를 만듦

Front 157

루이스산 중심금속이온

Back 157

Al(3+)나 Cu(2+)는 [Al2(H2O)6](3+).[Cu(NH3)4](2+)등의 양이온을 형성한다

Front 158

루이스 축소옥테트 화합물

Back 158

BF3는 NH#의 전자쌍을 받아 NH3BF3가 되어 팔전자계를 만족한다

Front 159

루이스산 비금속산화물

Back 159

CO2.SO2.SO3등은 H2SO4.H2SO3.H2CO3등을 만드는 루이스산 으로 작용

Front 160

기타 루이스산

Back 160

H3BO3붕산은 H2O에서 OH(-)를 받아 B(OH)(-)가 되고 산으로서의 역할을 한다