캐미스트리

완충용액은 약산과 그것의 짝염기, 약염기와 그것의 짝산의 혼합물로 구성된다. 그때 약산과 짝염기의 성질을 살펴보면 일반적으로 산과염기가 짝의 관계를 가질때 산의 세기가 약할수록 그것의 짝염기는 강해지는 특징이 있다. 염기가 강해지면 산은 약해지고... 산이 강해지면 염기가 약해지고 서로 짝 관계일 때 이야기할 수 있다. 앞에서 다루었던 약산의 경우 약산의 짝염기가 강염기냐 약 염기를 구별해야 한다. 분석화학에서 다뤘던 약산들 아세트산, 인산 등의 짝염기는 약염기다. 왜??... 유기화학이나 다른 화학에서는 관계가 달라질 수 있지만 분석화학에서는 약산의 짝염기는 약염기이다. 약산이 엄청나게 약하면 그것의 짝염기는 강염기가 될 수 있다. (유기화학에서 탄소들에 달려있는 프로톤이 수소가 매우 약한산일 때이다...

강산과 강염기는 형식농도로 100% 쪼개져서 프로톤 수산화이온을 만들어 간단한데 약산과 약염기는 그런게 없어서 평형상수를 고려해야 하므로 어렵다... 그리고 다 쪼개지지 않으므로 100개중 1개만 쪼개지는 경우가 대부분이다. 약산의 pH 계산할 때는 강산과 달리[강산 →(한쪽방향) 프로톤(or 수산화이온)+ 금속이온(or 할로겐) ] 약산에서는 화살표가 왔다 갔다 평형의 표기를 해야 하며, 일반적인 일양성자산이기 때문에 약산의 대표적인 형태가 HA다. 쪼개지면 프로톤과 A-가 생긴다. 평형상수는 Ka= 생성물의 농도/반응물의 농도이다. 물을 고려하지 않으면 1:1로 생기니 프로톤과 A-는 농도는 동량이다. 구하고자 하는 게 pH면 [H+]를 x 로 놓고, 해리되면 [HA]는 형식 농도에서 생성된 농도 빼..

앞에서 침전 적정을 어떻게 활용했는지, 침전 적정에서 평형이 어떻게 적용되는지, 평형의 체계적에서 용액속에 존재하는 모든 평형을 고려하고 그것으로부터 미지물질의 농도를 어떻게 구하는지 봤다. 적정을 잘 이해가 위해서는 산염기평형에 대한 이론을 잘 이해해야 한다. 첫 번째 이야기는 강산 강염기가 녹은 수용액에서 pH에 대한 이야기이다. pH는 잘 알지만 여기서 조심해야 할 부분이 있다. 강산 강염기에서 pH고려할 때 농도가 중요한데, 10-6M 이상에서 pH, pOH는 우리가 알고 있는 방법으로 구할 수 있다. 예로 위 HCl을 보면... pH는 2.824가 나온다 이런 계산의 이면에는 HCl이 녹으면 수소이온과 염소이온을 내놓는다. 그리고 이 반응은 100% 진행된다. 100개 넣으면 100개 프로톤, ..

질량 균형이 좀 어렵다... 물질 균형은 물질 보존의 표현이 질량보존의 법칙에 관련된 성질이다. 보존이라는 것은 전후 상황이 있다. 앞에서 질량 뒤에서 질량이 같다! 용액을 만들 때 저울질해서 물에 녹이는데 저울질할 때, 용액에 넣었을 때 !!! 쪼개지지 않는 것들은 고스란히 용액 속에 존재하고, 쪼개지는 것들도 쪼개져서 존재한다. 쪼개지는 것들은 원래 들어있던 개수에 비해 용액 속에서 개수가 더 많아진다. 질량은 같지만 물질의 농도로 따지면 쪼개지는 게 훨씬 더 증가한다. ex) NaCl 100개 저울질하고 수용액에 넣었을 때 Na+, Cl- 각각 100개가 만들어져서 총 200개가 된다. 이런 관계를 질량 균형에서 말하는 것이다. 넣기 전후 질량이 같다는 것을 농도 개념으로 표시한 것이 질량 균형식이..

이경우 pH에 대한 예의다. pH는 pH미터로 측정하고 pH의 식은 위와 같다. -log의 수소 이온농도! pH미터를 통해 pH를 측정하는 것은 수소이온 농도보단 수소 농도 활동도에 관한 것이다. 그러니 pH구하는 식도 -log에 수소의 activity를 사용하는 게 더 정확하다. (활동도= 농도 + 활동도 계수 ) 농도로 구한 용액의 pH와 pH미터로 측정한 수치랑 다른 것을 알 수 있다. 문제 염이 들어있는 물의 pH!!! 염이 있다는 것은 이온세기를 고려해야한다. 적용해야할 평형상수가 25도에서 평형상수이다. 평형상수는 온도만의 함수여서 온도가 달라지면 평형상수가 달라진다. 물이 분해하면 프로톤과 수산화이온이 1:1비율로 생긴다. 0.10 M KCl용액은 0.10M의 K+, Cl-가 생긴다. 수용액..

활동도 계수를 구하는 방법은 ①. debye, huckel 식 ②. 테이블 이용 ③. 테이블에 표기된 이온 세기 외에는 내삽(비례식 or 선 긋기)을 통해서 구한다 1. debye, huckel식!은 가장 간단한데, 실험과 이론이 잘 맞지 않다. 그래서 수정해서 구한 식을 확장된 debye, huckel이라고 한다. (외우지 않아도 되고 시험에 나오면 식을 준다. α도 주어진다.) 묽은 용액에서 잘 맞는다.(이온 세기가 묽을 때) 하지만 세기가 높을수록,,, 이온과 이온 사이가 가까울수록 잘 안 맞는다. 묽을수록 이온과 이온 간의 거리가 멀고, 떨어질수록 활동도는 커지고 이상적으로 거동한다. 낮은 이온세기에서는 1에 접근하고, 높은 이온 세기는 γ가 작아진다. 위 식을 보면 이온의 전하, 이온 세기가 크..

활동도는 100개의 이온이 있을 때 실제로 용액 속에서 주변 환경 속에서 100개의 몫을 못하고 8~90개 정도 하는데 이런 걸 활동도라한다. 강의실 100명이 모여있을 때 공간이 좁으면 실제로 움직일 수 있는 학생의 수는 100명보다 줄어들 것이다. 용액속에서 거동하는 이온들이 실제 개수만큼의 거동을 다 나타나지 않는데 실제 거동을 나타내주는 게 활동도이다. 100이 농도라면 90은 활동도다. 그 관계를 나타내는 게 활동도 계수다.. ac= activity, [C] = conc(계수에 해당되는 농도), gc= activity coefficient 100이 이상적이라면 90이 실제 값이고 10개 정도 차이 나는데 그 비율을 나타내는 게 0.9인 활동도 계수이다. 이렇게 이상적인 값에서 벗어나는 거동의 척..

활동도라는 것은 용액 속 존재하는 이온들의 거동에 대한 얘기이다. 이온 100개가 있으면 100개의 거동이 있는데 주변 환경 영향에 받아 온전히100개 만큼 거동을 할 수 있는지? 80, 90 개 등 몇 개가 관찰되는지! 실제 100개에 관련된 것은 보통 농도에 관련된 것으로 100개가 물질의 농도라면, 90개라는 것은 100개 중 90개만이 이온으로서 활동할 수 있는 정도를 나타내는 것으로 활동도는 90이 되는 것이다. 농도랑 활동도는 비슷한 개념이지만 실제로 용액 속 거동하는 정도를 나타내는 활동도가 보다 더 용액 속 있는 물질의 거동을 잘 표현한다. 평형의 체계적 처리는 결국 분석화학은 용액 속 존재하는 다양한 물질들의 양을 알아내는 것인데, 용액 속 여러 가지 성분이 같이 들어있고, 그 성분이 이..

이전 시간에 침전 적정 곡선 포맷, 곡선 그리는 방법, 곡선이 의미하는 바, 당량점을 찾을 때 어떤 곡선의 형태가 유리한지 봤다. 오늘은 혼합물의 적정할 것이다. 앞에서는 요오드 이온 하나만 봤는데 이번은 염소이온까지, 침전할 수 있는 두 가지 이온이 있을 때 은 이온을 이용하여 적정하는 방법을 볼 것이다. 일단 적정반응 예측을 해야 한다. 적정반응은 당연 은 이온과 혼합물 속에 존재하는 침전할 수 있는 물질과 반응! I-, Cl-과 반응한다. 둘 중 어느 적정반응의 평형상수가 큰지 알면 먼저 침전하는 순서를 알 수 있다. AgI에 대한 침전에대한 평형상수가 더 크므로 Ksp는 AgI가 더 작으므로 AgI가 먼저 침전한다. 두 개의 Ksp차이가 크다면 첫 번째 침전이 완결돼야 두 번째 침전이 생긴다. 두..

x축은 뷰렛속 적정 물질이고, y축은 분석물질에 대한 성질(산염기 경우 pH, 침전 경우 분석물질의 농도 아니면 분석물질과 섞인!!!! 위 뷰렛있고, 밑 비이커 있으면 뷰렛속 적정물질(Ag+)이 비이커(I-)에 떨어 뜨리며 적정하는데, Ag+가 들어가면 I-와 반응해서 침전을 만든다. 그 침전물과 용액속에 있는 Ag+, I-사이 어떤 평행이 존재한다. 이런 관계아래서 비이커 안은 Ag+, I-동시에 존재한다. y축은 분석물질 시료가 들어가는 게 일반적인데 침전 적정에서는 비이커 속에 남아 있는 적정 물질의 농도를 y축에 표시를 해도 무방하다. 나중에는 분석물질의 양을 알려줄 수 있기 때문이다. 예를 들어 y축을 Ag+농도로 두고 곡선을 그려보면 전형적인 적정곡선으로 위와 같다. 전형적인 적정곡선은 y축 ..