Reading...
Play button
Play button
Use LEFT and RIGHT arrow keys to navigate between flashcards;
Use UP and DOWN arrow keys to flip the card;
H to show hint;
A reads text to speech;
167 Cards in this Set
- Front
- Back
|
17장
|
수용액 평형의 응용
|
|
|
17.1
|
중화반응
|
|
|
17.1-Ⅰ
|
강산-강염기
|
|
|
강산-강염기 알짜이온반응식
|
H3O(+)(aq) + OH(-)(aq) → 2H2O(l)
|
|
|
중화반응 평형상수(Ka)
|
1/[H3O(+)][OH(-)] = 1/Kw = 1/1.0×10(-14)=1.0×10(14)
|
|
|
Kn=1.0×10(14)의의
|
중화반응이 완전 100% 진행
|
|
|
17.1-Ⅱ
|
약산-강염기
|
|
|
약산-강염기 중화반응
|
HA + OH(-) → H2O + A(-)
|
|
|
약산-강염기 중화반응 예
|
CH3COOH(aq)+OH(-) → H20(l)+CH3CO2(-)(aq)
|
|
|
약산-강염기 중화반응 평형상수 구하기
|
알고 있는 평형상수를 곱해주고 알자이온 반응식을 더하면 얻을 수 있다
|
|
|
약산-강염기 평형상수(Kn)
|
Ka/(1/Kw)=1.8×10(9)→중화반응이 거의 100%진행
|
|
|
약산-강염기 중화반응 pH
|
pH > 7.00
|
|
|
17.1-Ⅲ
|
강산-약염기
|
|
|
강산-약염기 중화반응 예
|
H3O(+)(aq)+NH3(aq) → H2O(l)+NH4(+)(aq)
|
|
|
강산-약염기 중화반응 평형상수(Kn)
|
Kw/Kb=1.8×10(9)→중화반응이 거의 100% 진행
|
|
|
강산-약염기 중화반응 pH
|
PH < 7.00
|
|
|
17.1-Ⅳ
|
약산-약염기
|
|
|
약산-약염기 중화반응
|
완전해리X. 약산해리에서 약염기로 양성자 이동
|
|
|
약산-약염기 중화반응 예
|
CH3COOH(aq)+NH3(aq) → NH4(+)(aq)+CH3CO2(-)(aq)
|
|
|
약산-약염기 중화반응 평형상수
|
Ka×Kb×(1/Kw)=3.2×10(4)
|
|
|
Kn=3.2×10(4)의 의의
|
정반응.완전진행x
|
|
|
Kn구하기
|
아세트산해리식와 암모니아해리식. 물의해리에 대한 역반응식들을 합한다
|
|
|
17.2
|
공통이온효과
|
|
|
17.2-Ⅰ
|
약산 혼합물의 PH구하는법
|
|
|
HCN(Ka=6.2×10(-10))과 HMO2(Ka=4.0×10(-4))의 공통이온효과
|
HNO2에 대한 [H(+)]농도 증가로 [CN(-)]의 농도가 감소
|
|
|
HNO2와 함께 있을때 HCN의 H(+)이온수
|
1.4×10(-8)
|
|
|
HCN단독일때 H(+)이온수
|
10(-5)
|
|
|
17.2-Ⅱ
|
약산과 그 짝염기로 구성된 혼합물의 PH구하는 법
|
|
|
약산과 짝염기에 의한 공통이온효과
|
짝염기와 함께 있는 경우 PH가증가
|
|
|
순수 아세트산 0.10M 용액PH
|
PH=2.89
|
|
|
아세트산-아세트산나트륨의 PH
|
PH=4.74
|
|
|
공통이온효과와 르샤틀리에 원리
|
짝염기에 의한 해리 평형 이동
|
|
|
공통이온효과와 다양성자산
|
첫번째 해리된 양성자가 두번째 해리방행
|
|
|
약산과 짝염기가 같은 농도만큼 있는 경우
|
Ka=[H3O(+)] → (-)logKa=(-)log[H3O(+)] → pKa=PH
|
|
|
17.4
|
Handerson-Haselbach식
|
|
|
Handerson-Haselbach식 유도
|
Ka식에 (-)상용로그를 붙인다
|
|
|
Handerson-Haselbach식
|
pKa=Ph+(-)log[A(-)]염기/[HA]산
|
|
|
17.4-Ⅱ
|
Handerson-Haselbach식의 의미
|
|
|
Handerson-Haselbach식의 의미1
|
해리정도
|
|
|
pH=pKa+1
|
[염기]=[산]=10=10/11(91%해리)
|
|
|
pH=pKa+0
|
[염기]=[산]=1=1/2(50%해리)
|
|
|
pH=pKa-1
|
[염기]=[산]=0.1=1/11(9%해리)
|
|
|
pH=pKa-2
|
[염기]=[산]=0.01=1/101(1%해리)
|
|
|
Handerson-Haselbach식의 의미2
|
의도하는 pH완충용액제조
|
|
|
의도된 pH완충용액제조
|
pH와 유사한 pKa갖는 약산선택후 [염기]/[산]의 농도조절로 pH는 변하지 않음
|
|
|
좋은 완충 용액
|
pH=pKa+-1
|
|
|
Handerson-Haselbach식의 의미3
|
농도를 묽혀도 완충용액의 pH는 변하지 않음
|
|
|
완충용액 pH와 용액의 양
|
무관(양이 늘면 농도 또한 같이 변함)
|
|
|
농도를 묽혀도 완충용액의 pH는 변하지 않음
|
물이 섞여도 [염기]/[산]의 비율은 고정되어 불변
|
|
|
17.3
|
완충용액
|
|
|
완충용액1
|
약한산(HA)+짝염기(A(-))→PH변화가 작다
|
|
|
완충용액2
|
약한염기+짝산(BH(+))
|
|
|
H(+)가 최대완충용액에 가해지면 약염기와 반응한다1
|
H(+)+A → AH
|
|
|
H(+)가 최대완충용액에 가해지면 약염기와 반응한다2
|
H(+)+B → BH(+)
|
|
|
완충용액에 OH(-)를 가하면 약산과 반응1
|
OH(-)+HA → A(-)+H2O
|
|
|
완충용액에 OH(-)를 가하면 약산과 반응2
|
OH(-)+BH(+) → B+H2O
|
|
|
완충용액 예1
|
CH3COOH-CH3COO(-)
|
|
|
완충용액 예2
|
NH4(+)-NH3
|
|
|
완충용액 예3
|
H2PO4(-)-HPO4(2-)
|
|
|
완충용액 예4
|
HF-F(-)
|
|
|
완충용액 예5
|
H2CO3-HCO3(-)
|
|
|
완충용액 예6
|
HClO-ClO(-)
|
|
|
완충용액 예7
|
HCO3(-)-CO3(2-)
|
|
|
약산과 그 짝염기가 초기농도가 같은 경우
|
완충용액의 수소이온농도=Ka
|
|
|
완충용액의 수소이온농도1
|
Ka값에 근사한다
|
|
|
완충용액의 수소이온농도2
|
농도비([짝염기]/[약산])에 의해 달라진다
|
|
|
0.1M CH3COOH-CH3O2(-)(pKa=4.74)의 PH
|
4.74
|
|
|
위 반응에 0.01M NaOH첨가시 [CH3COOH]
|
0.10 → 0.09
|
|
|
위 반응에 0.01M NaOH첨가시 [CH3O2(-)]
|
0.10 →0.11
|
|
|
위 반응에 0.01M NaOH첨가시 PH
|
4.82(변화가 작다)
|
|
|
위 반응에 0.01M HCl첨가시 [CH3O2(-)]
|
0.10 → 0.09
|
|
|
위 반응에 0.02M HCl첨가시 [CH3COOH]
|
0.10 →0.11
|
|
|
위 반응에 0.03M HCl첨가시 PH
|
4.66(변화가 작다)
|
|
|
HCl(1.8×10(-5)M PH=4.74)에 0.01mol NaOH가한 [OH]
|
0.01-1.8×10(-5)=0.01
|
|
|
HCl(1.8×10(-5)M PH=4.74)에 0.01mol NaOH가한 용액의 PH
|
PH=12
|
|
|
완충용량
|
PH의 뚜렷한 변화 없이 용액이 흡수할 수 있는 산.염기의 양
|
|
|
완충용량 결정
|
짝산과 짝염기 양
|
|
|
완충용량이 크다
|
용액의 농도가 진하다
|
|
|
최대 완충용량 지점
|
짝산과 짝염기의 양이 같은 지점 → [HA]=[A(-)]
|
|
|
최대 완충 지점
|
들어오는 산과 염기를 같은 양만큼 받아 줄 수 있는 지역
|
|
|
17.5
|
산-염기 지시약
|
|
|
산-염기 지시약
|
적정에서 당량점 판별에 사용
|
|
|
산-염기 지시약의 액성
|
약산
|
|
|
지시약(Hin(aq))반응
|
Hin(aq)↔H(+)(aq)+In(-)(aq)
|
|
|
지시약(Hin(aq))반응의 Ka
|
[H(+)][In(-)]/[Hin]
|
|
|
지시약(Hin(aq))반응의 Ka변형
|
[Hin]/[In(-)]=[H(+)]/Ka
|
|
|
지시약의 색
|
약산 Hin과 짝염기 In(-)는 서로 다른 색을 갖는다
|
|
|
색변화 관찰
|
10배 이상 차이
|
|
|
[Hin(-)]/[In(-)] > 10
|
[Hin]색
|
|
|
[Hin(-)]/[In(-)] < 1/10
|
[In(-)]색
|
|
|
[Hin(-)]=[In(-)]
|
중간색
|
|
|
페놀프탈레인 [Hin]색
|
무색
|
|
|
페놀프탈레인 [In(-)]색
|
분홍색
|
|
|
메틸레드의 [Hin]색
|
빨강
|
|
|
메틸레드의 [In(-)]색
|
노랑
|
|
|
브롬티몰블루의 [Hin]색
|
노랑
|
|
|
브롬티몰블루의 [In(-)]색
|
파랑
|
|
|
큰수소이온 농도의 색
|
[Hin]색
|
|
|
적은수소이온 농도의색
|
[In(-)]색
|
|
|
산성지시약
|
메틸레드(pKa=5→PH=5에서 변화)
|
|
|
중성지시약
|
브롬티몰블루(pKa=7→PH=7에서 변화)
|
|
|
염기성지시약
|
페놀프탈레인(pKa=9→PH=9에서 변화)
|
|
|
색변화 PH구하기 문제
|
[In(-)]/[Hin]=1/10로 가정하고 푼다
|
|
|
적정한 지시약 선정
|
지시약의 종말점과 적정의 당량점이 가까이 있어야 한다
|
|
|
약산-센염기 지시약
|
당량점이 7보다 크다 → 페놀프탈레인 사용
|
|
|
당량점
|
산과 염기의 양이 같이지는 지점
|
|
|
17.6
|
강산-강염기 적정
|
|
|
HCl(0.100M 40mL)의 PH
|
PH=1.00
|
|
|
HCl + NaOH(0.100M 10mL)의 PH
|
[H3O(+)]=6.0×10(-12)M → PH=1.22
|
|
|
HCl + NaOH(0.100M 39mL)의 PH
|
[H3O(+)]=1.27×10(-3)M → PH=2.89
|
|
|
HCl + NaOH(0.100M 40mL)의 PH
|
PH=7
|
|
|
HCl + NaOH(0.100M 41mL)의 PH
|
[OH(-)]=1.23×10(-3) → PH=11.08
|
|
|
HCl + NaOH(0.100M 60mL)의 PH
|
[OH(-)]=2.00×10(-2) → PH=12.30
|
|
|
강산-강염기의 적정지시약
|
메틸레드.브롬티몰블루.페놀프탈레인
|
|
|
17.7
|
약산-강염기 적정
|
|
|
CH3COOH(0.100M Ka=1.8×10(-5) 40mL)의 PH
|
[H3O(+)]=루트1.8×10(-6)M → PH=2.89
|
|
|
CH3COOH+NaOH(0.100M 20.0mL)의 PH
|
PH=pKa=-log(1.8×10(-5))=4.74
|
|
|
CH3COOH+NaOH(0.100M 40.0mL)의 PH
|
CH3COO(-)=4mmol → Kb를 이용 → PH=8.72
|
|
|
CH3COOH+NaOH(0.100M 40.0mL)의 PH
|
[OH(-)]=2mmol → [H3O(+)]=5.3×10(-13) → PH=12.30
|
|
|
17.7-Ⅰ
|
약산-강염기 적정과 강산-강염기 적정의 차이점
|
|
|
약산 적정 곡선 특징1
|
초기 PH값이 강산보다 더욱 상승한 지점에서 시작
|
|
|
약산 적정 곡선 특징2
|
약산-짝염기 혼합물의 완충작용
|
|
|
완충작용
|
곡선이 당량점에 이르기까지 중도에 평평
|
|
|
약산 적정 곡선의 특징3
|
당량점 반량 지점에서 최소기울기(PH=pKa)
|
|
|
약산 적정 곡선의 특징4
|
강산 적정 보다 급상승 길이가 짧다
|
|
|
약산 적정 곡선의 특징5
|
당량점이 PH7.00 보다 크다
|
|
|
약산 적정 곡선의 특징6
|
당량점을 지나가는 강산-강염기 적정곡선과 동일(NaOH(-)에 의한 OH(-)의 농도에 의해 곡선이 결정)
|
|
|
17.7-Ⅱ
|
약한산의 세기에 따른 적정곡선
|
|
|
산의 세기에 따른 적정곡선형태
|
약산일수록 수직영역이 짧은 곡선이다
|
|
|
17.7-Ⅲ
|
당량점에서의 공식
|
|
|
당량점 공식1
|
NV=N'V' (N:노르말농도)
|
|
|
당량점 공식2
|
nMV(산)=n'M'V'(염기) (n:가수)
|
|
|
1가산의 예
|
HCl
|
|
|
2가산의 예
|
H2SO4
|
|
|
1가염기의 예
|
NaOH
|
|
|
2가염기의 예
|
CaOH2
|
|
|
당량점의 특징1
|
산의 종류와 무관
|
|
|
당량점의 특징2
|
산의양에 의해 결정된다
|
|
|
17.8
|
약염기-강산적정
|
|
|
NH3(0.100M 40㎖ NH4(+) Kn=5.6×10(-10))의 PH
|
Kb=1.9×10(-5) → PH=11.12
|
|
|
NH3 + HCl(0.100M 20㎖)의 PH
|
완충용액고려 → PH=pKa=9.25
|
|
|
NH3 + HCl(0.100M 40㎖)의 PH
|
Ka=5.6×10(-10) → PH=5.28
|
|
|
NH3 + HCl(0.100M 60㎖)의 PH
|
NH4(+)는 무시 → [H3O(+)]=0.200M → PH=1.70
|
|
|
위 반응에 적정한 시약
|
메틸레드
|
|
|
17.9
|
다양성자산-강염기적정
|
|
|
H2A(+)
|
알라닌(C2NH3COOH) → 아미노산계통의 다양성자산
|
|
|
H2A(+)의 해리1단계 반응
|
H2A(+)(aq)+H2O(l) ↔ H3O(+)(aq)+HA(aq)
|
|
|
H2A(+) 1단계 해리의 Ka1과 pKa1
|
Ka1:4.6×10(-3) pKa1:2.39
|
|
|
H2A(+)의 해리2단계 반응
|
HA(aq)+H2O(l) ↔ H3O(+)(aq)+A(-)(aq)
|
|
|
H2A(+) 2단계 해리의 Ka2과 pKa2
|
Ka2:2.0×10(-10) pKa2:9.69
|
|
|
H2A(+)(1.00M 1L)의 PH
|
Ka1=4.6×10(-3)을 이용 → [H3O(+)]=0.066mol → PH=1.18
|
|
|
H2A(+) + NaOH(0.5M S)의 PH1
|
[H2A(+)]=[HA]인 완충용액 생성 → PH=pKa1=2.34
|
|
|
H2A(+) + NaOH(0.5M S)의 PH2
|
1차 완충 지점
|
|
|
H2A(+) + NaOH(1.0M S)의 PH1
|
전량 HA전환 → [HA]=1.00M
|
|
|
H2A(+) + NaOH(1.0M S)의 PH2
|
PH는 H2A(+)-HA완충용액과 HA-A(-)완충용액고려 → PH=6.02
|
|
|
등전점 공식
|
2PH=pKa1+pKa2
|
|
|
H2A(+) + NaOH(1.5M S)의 PH1
|
1.0M의 NaOH는 H2A(+)→HA
|
|
|
H2A(+) + NaOH(1.5M S)의 PH2-네트반응
|
H2A(+)(aq)+OH(-)(aq) → H2O(l)+A(-)(aq)
|
|
|
H2A(+) + NaOH(1.5M S)의 PH3
|
[HA]=[A(-)]완충용액형성 → PH=pKa=9.69
|
|
|
H2A(+) + NaOH(1.5M S)의 PH4
|
2차 완충 지점
|
|
|
H2A(+) + NaOH(2.0M S)의 PH1
|
A(-)가 1M형성 → [OH(-)]=7.1×10(-3)M → PH=11.88
|
|
|
H2A(+) + NaOH(2.0M S)의 PH2
|
제2당량점
|
|
|
PH-[OH(-)]그래프
|
PH2.3에서 1차완충 PH6.0에서 2차당량 PH9.7에서 2차완충 PH11.9에서 2차당량을 갖는 곡선
|
|
|
H2A(+)분률-PH그래프
|
시작서부터 소멸되기 시작해 제1당량점에서 0의 값을 갖음
|
|
|
HA분률-PH그래프1
|
생성되기 시작해 제1당량점에서 최고값을 갖음
|
|
|
A(-)분률-PH그래프
|
제1당량점에서 생성되기 시작해 제2당량점에서 최고값 갖음
|
|
|
HA분률-PH그래프2
|
제1당량점에서 최고값을 갖은 후 소멸되기 시작해 제2당량점에서 0이된다
|
