29. 약한 전해질. 산도와 염기도가 일정합니다. 오스왈드의 희석 법칙.
약전해질은 매우 묽은 용액에서도 분자가 약간 해리되어 해리되지 않은 분자와 동적 평형 상태에 있는 이온으로 해리되는 화합물입니다. 약전해질에는 수용액과 비수용액의 대부분의 유기산과 많은 유기 염기가 포함됩니다.
약한 전해질은 다음과 같습니다.
거의 모든 유기산과 물;
일부 무기산: HF, HClO, HClO 2, HNO 2, HCN, H 2 S, HBrO, H 3 PO 4, H 2 CO 3, H 2 SiO 3, H 2 SO 3 등;
일부 난용성 금속 수산화물: Fe(OH) 3, Zn(OH) 2 등
산해리상수(Ka)는 산이 수소이온과 산잔기의 음이온으로 해리되는 반응의 평형상수이다.
해리가 여러 단계에서 발생하는 다염기산의 경우, 해리의 여러 단계에 대해 별도의 상수가 사용되어 K a1, K a2 등으로 표시됩니다.
이염기산 계산의 예:
더 자주, 해리 상수 K 자체 대신 상수 자체의 음의 십진 로그로 정의되는 값 pK가 사용됩니다.
염기는 양성자(브뢴스테드 염기) 또는 다른 화합물의 빈 궤도(루이스 염기)와 공유 결합을 형성할 수 있는 화합물입니다. 좁은 의미에서 염기는 염기성 수산화물(복합 물질)을 의미하며, 수용액에서 해리되면 한 가지 유형의 음이온(수산화물 이온 OH-)만 분리됩니다.
Brønsted-Lowry 이론을 통해 염기의 강도, 즉 산에서 양성자를 추출하는 능력을 정량화할 수 있습니다. 이는 일반적으로 염기도 상수 Kb(물이 선택되는 기준 산과 염기의 반응의 평형 상수)를 사용하여 수행됩니다. 염기도 상수가 높을수록 염기의 강도가 높아지고 양성자를 추출하는 능력이 커집니다. 종종 염기도 상수는 염기도 상수 지수 pKb로 표현됩니다. 
여기서 K는 전해질 해리 상수이고, c는 농도이고, λ 및 λ는 각각 농도 c와 무한 희석에서의 등가 전기 전도도 값입니다. 관계는 대중 행동의 법칙과 α가 해리 정도인 평등의 결과입니다.
30. 물은 약한 전해질이다. 물의 이온 생성물. PH. 포
물의 이온곱은 물이나 수용액의 수소이온 H+와 수산기 이온 OH−의 농도, 즉 물의 자가원생분해 상수의 곱입니다.
물은 약한 전해질이지만 약간 해리됩니다.
이 반응의 평형은 왼쪽으로 강하게 이동합니다. 물의 해리 상수는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
하이드로늄 이온(양성자)의 농도
수산화이온농도;
물 내 물의 농도(분자 형태)
낮은 해리도를 고려하여 물의 농도는 실질적으로 일정하며 (1000g/l)/(18g/mol) = 55.56mol/l에 이릅니다.
25°C에서 물의 해리 상수는 1.8·10−16 mol/l입니다.
방정식 (1)은 다음과 같이 다시 작성할 수 있습니다.
곱 K· = K in = 1.8·10−16 mol/l·55.56 mol/l = 10−14 mol²/l² = · (25 °C에서)로 표시하겠습니다.
양성자와 수산화물 이온 농도의 곱과 동일한 상수 K를 물의 이온 곱이라고 합니다. 순수한 물뿐만 아니라 물질의 묽은 수용액에서도 일정합니다. 온도가 증가하면 물의 해리가 증가하므로 온도가 감소하면 Kv도 증가합니다. 그 반대도 마찬가지입니다.
수소 지수, pH - 용액에서 수소 이온의 활성을 측정하고 산도를 정량적으로 표현하는 것은 수소 이온 활성의 음수(반대 기호로 사용) 십진 로그로 계산되며 리터당 몰로 표시됩니다.
역 pH 값은 다소 덜 널리 퍼져 있습니다. 이는 용액의 염기도를 나타내는 지표인 pOH는 용액 내 OH 농도의 음의 십진 로그와 동일합니다.
연결 수준:
1. 프로토리시스(이온화) 반응.
여기에는 산이나 염기와 물 사이의 반응이 포함됩니다.
키트 1 메인 2 키트 2 메인 1
1세트 메인 2세트. 1 2. 자가프로토시스 반응
, 한 물 분자에서 다른 물 분자로 양성자가 전달되는 것과 관련이 있습니다.
가수분해 반응
CH 3 COONa+ H 2 O ←→ CH 3 COOH + NaOH
CH 3 COO - + H 2 O ←→ CH 3 COOH + OH -
메인 2세트 1세트 2메인 1
산-염기 반응
NH 3 + HCl → NH 4 + + Cl -
메인 2세트 1세트 2메인 1
분석적인 관점에서 다음과 같은 유형의 반응이 구별됩니다.
2) 전자 전달 – OB 반응;
3) 공여체-수용체 메커니즘-착물화 반응에 따른 결합 형성과 함께 전자쌍의 전달.
2.2.2 산도와 염기도의 상수. pH 계산
양성자를 제공하는 산과 이를 수용하는 염기의 능력(즉, 산과 염기의 강도)은 평형 상수로 특징지어질 수 있습니다.
HS – 용매
라고 불리는 산도 상수(K 에이 ) 및 염기성(K 비 ).
용매 활성은 일정한 값입니다(표 데이터).
산-염기 평형 위치
해당 산도 및 염기도 상수의 값은 용매의 특성에 따라 다릅니다.
용매가 물보다 더 강한 양성자 수용체(예: 암모니아)인 경우, 용매에 포함된 산의 강도가 증가합니다. 따라서 수용액에 약한 산은 암모니아에 강할 수 있습니다.
용매의 기본 특성이 강할수록 더 많은 산이 평준화됩니다.
마찬가지로, 용매의 산성 특성이 강할수록 더 많은 염기가 중화됩니다.
더 염기성인 용매에서 덜 염기성인 용매로 이동하면 강산이 약해질 수 있습니다(예를 들어 물 속의 HCl과 HClO 4 는 강산이지만 빙초산에서는 약해집니다).
pH 계산
산-염기 평형 계산은 다음 용도로 사용됩니다.
1) 알려진 평형 농도를 사용하여 용액의 pH를 찾는 것;
2) 알려진 pH 값을 기반으로 평형 농도 결정
pH는 생물학적 체액에 대한 중요한 평가입니다.
살아있는 유기체는 산-염기 상태를 특정 수준으로 유지하는 것이 특징입니다. 이는 생물학적 매체의 상당히 일정한 pH 값과 원석에 노출되었을 때 정상적인 pH 값을 복원하는 능력으로 표현됩니다.
단백질분해 항상성을 유지하는 시스템에는 생리적 메커니즘(폐 및 신장 보상)뿐만 아니라 물리화학적 작용, 이온 교환 및 확산도 포함됩니다.
분석 화학에서는 평형이 확립된 후 산 또는 염기 용액의 모든 입자 농도, 특히 H + 이온 농도(pH)를 아는 것이 중요합니다.
- 약한 전해질
- 강한 전해질
정수
깨끗한 물 같은 것은 없습니다. 바닷물에는 거의 모든 화학 원소가 포함되어 있습니다.
약산 용액
왜냐하면 
, 저것
약한 염기의 해결책
강산 용액
이온의 정전기적 상호작용의 영향을 고려하기 위해, 용액의 이온 강도. 이는 이온의 농도와 전하에 따라 달라집니다.
강한 전해질의 경우 활동을 사용하면 질량 작용의 법칙이 충족됩니다. 활동은 시약의 농도, 이온 간 상호 작용(이온-이온, 이온-쌍극자, 쌍극자-쌍극자, 수소 결합)을 고려합니다.
Debye와 Hückel의 이론에 따르면
- 이온 강도에 대한 이동도 계수의 의존성
A는 용매의 유전 상수와 시스템 온도에 따라 달라집니다. t=25°C에서 A=0.512 및 이원 전해질의 경우
강한 염기의 솔루션
3.3완충 용액의 원형질 분해 평형
넓은 의미에서 버퍼 시스템은 구성이 변경될 때 매개변수의 특정 값을 유지하는 시스템입니다.
완충 용액은 산-염기일 수 있습니다. 산이나 염기를 도입할 때 일정한 pH 값을 유지합니다. 산화환원 - 산화제 또는 환원제가 도입될 때 시스템의 전위를 일정하게 유지합니다. 금속 완충 용액이 알려져 있다.
완충 용액은 공액 쌍입니다. 특히 산-염기 완충액은 공액 산-염기 쌍입니다.
20장. 화학 평형의 정량적 설명
20.1. 대중행동의 법칙
당신은 가역적 화학반응의 평형을 연구함으로써 대중행동의 법칙을 알게 되었습니다(9장 § 5). 가역반응은 일정한 온도에서 일어난다는 것을 기억하세요.
에이 A+ 비비 디 D+ 에프에프대량 행동의 법칙은 방정식으로 표현됩니다
집단행동의 법칙을 적용할 때, 반응에 관련된 물질들이 어떤 응집 상태에 있는지 아는 것이 중요하다는 것을 알고 계실 것입니다. 그러나 이뿐만 아니라 주어진 화학 시스템에서 상의 수와 비율도 중요합니다. 단계 수에 따라 반응은 다음과 같이 나뉩니다. 동형의, 그리고 이종상.이종상(heterophasic) 중에는 다음이 있다. 고체상반응.
| 동종상 반응– 모든 참가자가 동일한 단계에 있는 화학 반응. |
이 상은 기체 혼합물(기체 상) 또는 액체 용액(액체 상)일 수 있습니다. 이 경우, 반응에 참여하는 모든 입자(A, B, D, F)는 서로 독립적으로 혼란스러운 운동을 할 수 있으며, 반응계 전체 부피에 걸쳐 가역적 반응이 일어난다. 분명히 그러한 입자는 기체 물질의 분자이거나 액체를 형성하는 분자 또는 이온일 수 있습니다. 가역적 동종상 반응의 예로는 암모니아 합성 반응, 수소에서 염소 연소, 수용액에서 암모니아와 황화수소 사이의 반응 등이 있습니다.
반응에 참여하는 하나 이상의 물질이 다른 물질과 다른 상에 있는 경우 가역 반응은 경계면에서만 발생하며 이종상 반응이라고 합니다.
| 헤테로상 반응– 참여자가 서로 다른 단계에 있는 화학 반응. |
가역적 이종상 반응에는 기체 및 고체 물질(예: 탄산칼슘의 분해), 액체 및 고체 물질(예: 황산바륨 용액의 침전 또는 아연과 염산의 반응)과 관련된 반응뿐만 아니라 기체 상태도 포함됩니다. 그리고 액체 물질.
이종상 반응의 특별한 경우는 고체상 반응, 즉 모든 참여자가 고체 물질인 반응입니다.
실제로 방정식 (1)은 나열된 그룹 중 어느 그룹에 속하는지에 관계없이 모든 가역 반응에 유효합니다. 그러나 이종상 반응에서 더 정돈된 상의 물질의 평형 농도는 일정한 값이며 평형 상수로 결합될 수 있습니다(9장 § 5 참조).
따라서 이종상 반응의 경우
에이 AG + 비 B cr 디디지 + 에프 F cr대중 행동의 법칙은 다음 관계식으로 표현됩니다.
이 관계의 유형은 반응에 참여하는 물질이 고체 또는 액체 상태인지에 따라 달라집니다(나머지 물질이 기체인 경우 액체).
질량 작용의 법칙 (1)과 (2) 표현에서 대괄호 안의 분자 또는 이온의 공식은 가스 또는 용액에서 이들 입자의 평형 농도를 의미합니다. 이 경우 농도는 이상 기체와 이상 용액에만 유효하므로 농도가 높지 않아야 합니다(0.1 mol/l 이하). (고농도에서는 질량 작용의 법칙이 유효하지만 농도 대신 가스 또는 용액 입자 간의 상호 작용을 고려한 다른 물리량(소위 활동)을 사용해야 합니다. 활동은 그렇지 않습니다. 농도에 비례).
대량 작용의 법칙은 가역적 화학 반응에만 적용되는 것이 아니라, 한 응집 상태에서 다른 응집 상태로 전환하는 동안 개별 물질의 상간 평형과 같은 많은 가역적 물리적 과정에도 적용됩니다. 따라서 증발의 가역적 과정 - 물의 응축은 다음 방정식으로 표현될 수 있습니다.
H 2 O f H 2 O g
이 과정을 위해 평형 상수 방정식을 작성할 수 있습니다.
결과적인 관계는 특히 공기 습도가 온도와 압력에 따라 달라진다는 물리학에서 알려진 진술을 확인합니다.
20.2. 자가프로토시스 상수(이온곱)
여러분에게 알려진 대중행동법칙의 또 다른 적용은 자가원생분해의 정량적 설명입니다(X장 § 5). 순수한 물에서는 동종상 평형이 관찰된다는 것을 알고 계십니까?
2H 2 O H 3 O + + OH -
대량 행동의 법칙을 사용할 수 있는 정량적 설명을 위해 수학적 표현은 다음과 같습니다. 자가프로토시스 상수(이온생성물) 물의
자가원생분해는 물뿐만 아니라 암모니아, 메탄올 및 불화수소와 같이 분자가 수소 결합으로 상호 연결된 다른 많은 액체의 특징입니다.
| 2NH3NH4 + + NH2 - | 케이(NH3) = 1.91. 10 –33(–50oC에서); |
| 2CH3OH CH3OH2 + + CH3O - | 케이(CH3OH) = 4.90. 10 –18(25oC에서); |
| 2HF H 2 F + + F - | 케이(HF) = 2.00. 10 –12 (0 o C에서). |
이러한 물질과 다른 많은 물질에 대해 특정 화학 반응에 대한 용매를 선택할 때 고려되는 자가 프로토분해 상수가 알려져 있습니다.
기호는 자가프로토시스 상수를 나타내는 데 자주 사용됩니다. KS.
자가프로토시스 상수는 자가프로토시스가 고려되는 이론에 의존하지 않습니다. 반대로 평형 상수의 값은 채택된 모델에 따라 다릅니다. 원형분해 이론(왼쪽 열)과 오래되었지만 여전히 널리 사용되는 전해질 해리 이론(오른쪽 열)에 따른 물 자가원생분해에 대한 설명을 비교하여 이를 검증해 보겠습니다.
전해질 해리 이론에 따르면, 물 분자는 부분적으로 수소 이온과 수산화물 이온으로 해리(분해)되는 것으로 가정되었습니다. 이론은 이러한 “쇠퇴”의 이유나 메커니즘을 설명하지 못했습니다. "자가원생분해 상수"라는 이름은 일반적으로 프로토분해 이론에서 사용되며, "이온생성물"은 전해해리 이론에서 사용됩니다.
20.3. 산도 및 염기도 상수. pH 값
대량 작용의 법칙은 다양한 물질의 산-염기 특성을 정량적으로 특성화하는 데에도 사용됩니다. 이를 위해 protolytic 이론에서는 산도와 염기도 상수가 사용되며, 전해 해리 이론에서는 - 해리 상수.
당신은 이미 protolytic 이론이 화학 물질의 산-염기 특성을 어떻게 설명하는지 알고 있습니다(XII § 4). 이 접근법을 시안화수소산(HCN)의 물과의 가역적 동상 반응의 예를 사용하여 전해 해리 이론의 접근법과 비교해 보겠습니다. 약산(왼쪽 - protolytic 이론에 따라, 오른쪽 - 이론에 따라) 전해질 해리의):
HCN + H2O H3O + + CN -
ㅋ(HCN) = KC. |
= = 4.93. 10~10몰/리터
평형 상수 KC이 경우에는 호출됩니다. 해리 상수(또는 이온화 상수), 표시 에게그리고 protolytic 이론의 산도 상수와 동일합니다. K = 4.93. 10~10몰/L |
전해 해리 이론에서 약산의 프로토 리시스 정도 ()를 해리 정도(이 이론이 물질을 산성으로 간주하지 않는 한)
양성자 분해 이론에서는 염기의 특성을 규명하기 위해 염기도 상수를 사용하거나 짝산의 산도 상수를 사용하여 얻을 수 있습니다. 전해 해리 이론에서는 용액에서 양이온과 수산화물 이온으로 해리되는 물질만 염기로 간주되므로 예를 들어 암모니아 용액에 "수산화 암모늄"이 포함되어 있고 나중에는 암모니아 수화물이 포함되어 있다고 가정합니다.
NH3 + H2O NH4 + + OH -
K2O(NH3) = KC .
= |
NH3. H2O NH4 + + OH –
평형 상수 KC이 경우 해리 상수라고 하며 다음과 같이 표시됩니다. 에게염기도 상수와 같습니다. K = 1.74. 10~5몰/L 이 이론에는 공액산의 개념이 없습니다. 암모늄 이온은 산으로 간주되지 않습니다. |
1.74. 10~5몰/L
암모늄염 용액의 산성 환경은 가수분해로 설명됩니다.
전해 해리 이론에서 훨씬 더 큰 어려움은 하이드록실을 포함하지 않는 다른 물질, 예를 들어 아민(메틸아민 CH 3 NH 2, 아닐린 C 6 H 5 NH 2 등)의 기본 특성에 대한 설명으로 인해 발생합니다. 용액의 산성 및 염기성 특성을 특성화하기 위해 또 다른 물리량이 사용됩니다. pH 값
(pH로 표시되며 "peh"로 읽음) 전해질 해리 이론의 틀 내에서 수소 지수는 다음과 같이 결정되었습니다.
pH = –lg
용액에 수소 이온이 없고 측정 단위의 로그를 취하는 것이 불가능하다는 점을 고려하여 보다 정확한 정의는 다음과 같습니다.
pH = –lg()
이 양을 수소지수라기보다는 "옥소늄"이라고 부르는 것이 더 정확하겠지만, 이 이름은 사용되지 않습니다. 수소와 유사하게 결정됨수산화물 지수
(pOH로 표시, "pe oash"로 읽음)
pOH = –lg()
수소와 수산화물 표시기의 표현에서 양의 수치를 나타내는 중괄호는 물리량을 대수화하는 것이 불가능하다는 사실을 잊어버린 채 배치되지 않는 경우가 많습니다.
물의 이온 생성물은 순수한 물뿐만 아니라 산과 염기의 묽은 용액에서도 일정한 값이므로 수소와 수산화물 지표는 다음과 같습니다.
K(H 2 O) = = 10 –14 몰 2 / l 2
lg() = lg() + lg() = -14
순수한 물에서 = = 10 –7 mol/l이므로 pH = pOH = 7입니다.
산성 용액(산성 용액)에는 과량의 옥소늄 이온이 있으며, 그 농도는 10 –7 mol/l보다 높으므로 pH는< 7.
반대로 염기성 용액(알칼리성 용액)에서는 수산화물 이온이 과잉이므로 옥소늄 이온의 농도는 10 –7 mol/l 미만입니다. 이 경우 pH > 7입니다.
20.4. 가수분해 상수
전해질 해리 이론의 틀 내에서 가역적 가수분해(염의 가수분해)는 별도의 과정으로 간주되며 가수분해의 경우는 구별됩니다.
- 강염기와 약산의 염,
- 약염기와 강산의 염뿐만 아니라
- 약염기와 약산의 염.
protolytic 이론의 틀 내에서 그리고 전해질 해리 이론의 틀 내에서 이러한 사례를 병행하여 고려해 보겠습니다.
강염기와 약산의 소금
첫 번째 예로, 강염기와 약일염기산의 염인 KNO 2의 가수분해를 생각해 보세요.
| K + , NO 2 - 및 H 2 O. NO 2 - 약염기이고 H 2 O는 양쪽성 전해질이므로 가역 반응이 가능합니다. NO 2 - + H 2 O HNO 2 + OH - , 그 평형은 아질산염 이온의 염기도 상수로 설명되며 아질산의 산도 상수로 표현될 수 있습니다. KO (NO 2 -) = |
이 물질이 용해되면 비가역적으로 K + 및 NO 2 - 이온으로 해리됩니다. KNO 2 = K + + NO 2 - H2O H + + OH - 용액에 H + 및 NO 2 - 이온이 동시에 존재하면 가역 반응이 발생합니다. H + + NO 2 - HNO 2 NO 2 - + H 2 O HNO 2 + OH - 가수분해 반응의 평형은 가수분해 상수( K·h) 해리 상수( 에게 e) 아질산: K h = Kc .
= |
보시다시피, 이 경우 가수분해 상수는 기본 입자의 염기도 상수와 같습니다.
가역적 가수분해는 용액에서만 발생한다는 사실에도 불구하고 물이 제거되면 완전히 "억제"되므로 이 반응의 생성물을 얻을 수 없습니다. 전해 해리 이론의 틀 내에서 가수분해 분자 방정식은 다음과 같습니다. 쓴:
KNO 2 + H 2 O KOH + HNO 2
또 다른 예로, 강염기와 약이염기산의 염인 Na 2 CO 3의 가수분해를 생각해 보세요. 여기서 추론의 노선은 완전히 유사합니다. 두 이론의 틀 내에서 이온 방정식이 얻어집니다.
CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH -
protolytic 이론의 틀 안에서는 탄산 이온의 protolytic 방정식이라고하며, 전해 해리 이론의 틀 안에서는 탄산 나트륨의 가수 분해 이온 방정식이라고합니다.
Na 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH
TED 틀 내에서는 탄산이온의 염기도상수를 가수분해상수라고 하며, '탄산의 2단계 해리상수', 즉 탄산이온의 산도상수를 통해 표현된다.
이러한 조건에서 매우 약한 염기인 HCO 3 -는 실제로 물과 반응하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 왜냐하면 용액에 매우 강한 염기 입자(수산화물 이온)가 존재하여 가능한 프로토분해가 억제되기 때문입니다.
약염기와 강산의 염
NH 4 Cl의 가수분해를 생각해 봅시다. TED의 틀 안에서는 약한 1산 염기와 강한 산의 염입니다.
| 이 물질의 용액에는 다음 입자가 포함되어 있습니다. NH 4 + , Cl - 및 H 2 O. NH4+는 약산이고 H2O는 양성전해질이므로 가역반응이 가능하다. NH 4 ++ H 2 O NH 3 + H 3 O + , 평형은 암모늄 이온의 산도 상수로 설명되며 암모니아의 염기도 상수로 표현될 수 있습니다. KK(NH4+) = |
이 물질이 용해되면 NH 4 + 및 Cl - 이온으로 비가역적으로 해리됩니다. NH4Cl = NH4 + + Cl - 물은 약한 전해질이며 가역적으로 해리됩니다. H2O H + + OH - NH4++ OH-NH3. H2O 이 두 가지 가역 반응의 방정식을 추가하고 유사한 용어를 도입하면 가수분해의 이온 방정식을 얻습니다. NH4++H2ONH3. H2O+H+ 가수분해 반응의 평형은 가수분해 상수로 설명되며 암모니아 수화물의 해리 상수로 표현될 수 있습니다. K h = |
이 경우 가수분해 상수는 암모늄 이온의 산도 상수와 같습니다. 암모니아 수화물의 해리 상수는 암모니아의 염기도 상수와 같습니다.
가수분해 분자 방정식(TED 틀 내): NH 4 Cl + H 2 O NH 3 . H2O+HCl
이러한 유형의 염 가수분해 반응의 또 다른 예는 ZnCl 2 의 가수분해입니다.
| 이 물질의 용액에는 다음 입자가 포함되어 있습니다. 아연 2+ aq, Cl - 및 H 2 O. 아연이온은 2+수양이온(aquacation)으로 약양이온산이고, H2O는 양성전해질이므로 가역반응이 가능하다. 2= + H 2 O + + H 3 O + , 그 평형은 아연 수용액의 산도 상수로 설명되며 트리아쿠아하이드록소아연 이온의 염기도 상수를 통해 표현될 수 있습니다. K K ( 2+ ) = = | 이 물질이 용해되면 Zn 2+ 및 Cl - 이온으로 비가역적으로 해리됩니다. ZnCl 2 = Zn 2+ + 2Cl - 물은 약한 전해질이며 가역적으로 해리됩니다. H2O H + + OH - 용액에 OH-와 Zn 2+ 이온이 동시에 존재하면 가역적 반응이 일어납니다. 아연 2+ + OH - ZnOH + 이 두 가지 가역 반응의 방정식을 추가하고 유사한 용어를 도입하면 가수분해의 이온 방정식을 얻습니다. Zn2+ + H2O ZnOH + + H + 가수분해 반응의 평형은 가수분해 상수로 설명되며 "수산화아연의 2단계 해리 상수"를 통해 표현될 수 있습니다. K h = |
이 염의 가수분해 상수는 아연 수용액의 산도 상수와 동일하며, 두 번째 단계의 수산화아연의 해리상수는 +이온의 염기도 상수이다.
.+ 이온은 2+ 이온보다 약한 산이므로 물과 실질적으로 반응하지 않습니다. 왜냐하면 이 반응은 용액에 옥소늄 이온이 존재하기 때문에 억제되기 때문입니다. TED의 틀 내에서 이 진술은 다음과 같이 들립니다. "두 번째 단계에서 염화아연의 가수분해는 실제로 발생하지 않습니다."
가수분해 분자 방정식(TED 내):
ZnCl 2 + H 2 O Zn(OH)Cl + HCl.
약염기와 약산의 염
암모늄염을 제외하고 이러한 염은 일반적으로 물에 불용성입니다. 그러므로 시안화암모늄 NH 4 CN을 예로 들어 이러한 유형의 반응을 고려해 보겠습니다.
| 이 물질의 용액에는 다음 입자가 포함되어 있습니다. NH 4 + , CN - 및 H 2 O. NH 4 +는 약산, CN -은 약염기, H 2 O는 양쪽성 전해질이므로 다음과 같은 가역 반응이 가능합니다. NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + , (1) CN - + H 2 O HCN + OH - , (2) NH4 + + CN - NH3 + HCN. (3) 후자의 반응은 처음 두 반응과 달리 약산과 약염기를 모두 생성하기 때문에 바람직합니다. 시안화암모늄이 물에 용해될 때 주로 발생하는 반응이지만 용액의 산도를 변화시켜 이를 감지하는 것은 불가능합니다. 용액의 약간의 알칼리화는 시안화수소산(HCN)의 산도 상수가 암모니아의 염기도 상수보다 훨씬 작기 때문에 두 번째 반응이 첫 번째 반응보다 다소 더 바람직하다는 사실에 기인합니다.
이 시스템의 평형은 시안화수소산의 산도 상수, 암모니아의 염기도 상수 및 세 번째 반응의 평형 상수로 특징지어집니다.
|
첫 번째 방정식에서 청산의 평형 농도를, 두 번째 방정식에서 암모니아의 평형 농도를 표현하고 이 값을 세 번째 방정식에 대입해 보겠습니다. 결과적으로 우리는 이 물질이 용해되면 NH 4 + 및 CN - 이온으로 비가역적으로 해리됩니다. 물은 약한 전해질이며 가역적으로 해리됩니다. H2O H + + OH - NH4CN = NH4 + + CN - NH4++ OH-NH3. H2O 용액에 OH-와 NH 4 + 이온이 동시에 존재하면 가역적 반응이 일어납니다. 그리고 H + 및 CN - 이온이 동시에 존재하면 또 다른 가역적 반응이 발생합니다 이 세 가지 가역 반응의 방정식을 추가하고 유사한 항을 추가하면 가수분해의 이온 방정식을 얻습니다. NH4++CN-+H2ONH3. H2O+HCN K h = 그리고 이는 암모니아 수화물의 해리상수와 청산의 해리상수를 통해 표현될 수 있습니다. K h = |
가수분해의 분자 방정식(TED 틀 내에서):
NH4CN+H2ONH3. H2O+HCN
20.5. 용매 상수(용해도의 곱)
물(물뿐만 아니라)에서 고체가 화학적으로 용해되는 과정은 방정식으로 표현될 수 있습니다. 예를 들어, 염화나트륨을 용해하는 경우:
NaCl cr + ( N+중)H2O = + + -
이 방정식은 염화나트륨이 용해되는 가장 중요한 이유가 Na + 및 Cl - 이온의 수화임을 명확하게 보여줍니다.
포화 용액에서는 이종상 평형이 확립됩니다.
NaCl cr + ( N+중)H2O + + - ,
이는 대중행동의 법칙을 따른다. 그러나 염화나트륨의 용해도는 매우 중요하므로 이 경우 평형 상수에 대한 표현은 항상 알려지지 않은 이온의 활동을 통해서만 작성할 수 있습니다.
약간 용해되는(또는 실질적으로 불용성 물질) 용액의 평형인 경우, 포화 용액의 평형 상수에 대한 표현은 평형 농도를 사용하여 쓸 수 있습니다. 예를 들어 염화은 포화 용액의 평형에 대해
AgCl cr + ( N+중)H2O + + -
묽은 용액에서 물의 평형 농도는 거의 일정하므로 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
KG(AgCl) = KC . N+중 = .
같은 것도 단순화
KG(AgCl) = 또는 케이 G(AgCl) =
결과 값( 케이다) 라고 한다 수화 상수(수용액뿐만 아니라 어떤 경우에도- 용매화 상수).
전해 해리 이론의 틀 내에서 AgCl 용액의 평형은 다음과 같이 작성됩니다.
AgCl cr Ag + + Cl –
해당 상수가 호출됩니다. 용해도 생성물 PR 문자로 지정됩니다.
PR(AgCl) =
공식 단위의 양이온과 음이온의 비율에 따라 용매화 상수(용해도 곱)의 표현이 다를 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
일부 난용성 물질의 수화 상수(용해도곱) 값은 부록 15에 나와 있습니다.
용해도 곱을 알면 포화 용액에서 물질의 농도를 쉽게 계산할 수 있습니다. 예:
1. BaSO 4cr Ba 2+ + SO 4 2-
PR(BaSO4) = = 1.8. 10 –10 몰 2 /l 2.
c(BaSO4) = = = = 
= 1.34. 10 –5 몰/리터.
2. Ca(OH) 2cr Ca 2+ + 2OH -
PR = 2 = 6.3. 10 –6 몰 3 /l 3.
2 PR = (2) 2 = 4 3
c = = 
= 
= 1.16. 10 –2 몰/리터.
화학 반응 중에 난용성 물질의 일부인 이온이 용액에 나타나면이 물질의 용해도 곱을 알면 침전 여부를 쉽게 결정할 수 있습니다.
예:
1. 같은 부피의 0.001M 황산구리 용액에 0.01M 수산화칼슘 용액 100ml를 첨가하면 수산화구리 침전이 형성됩니까?
Cu 2+ + 2OH - Cu(OH) 2
Cu 2+ 이온과 OH - 이온의 농도 곱이 이 난용성 수산화물의 용해도 곱보다 크면 수산화구리 침전물이 형성됩니다. 동일한 부피의 용액을 합친 후, 용액의 전체 부피는 각 원래 용액의 부피의 두 배로 커지므로 각 반응 물질의 농도(반응 시작 전)는 절반으로 감소합니다. 생성된 용액의 구리 이온 농도
c(Cu 2+) = (0.001 mol/l) : 2 = 0.0005 mol/l.
수산화물 이온 농도 -
c(OH-) = (2 . 0.01 mol/l) : 2 = 0.01 mol/l.
수산화구리 용해도 생성물
PR = 2 = 5.6. 10-20 mol 3 /l 3.
c(Cu2+) . ( 기음(OH -)) 2 = 0.0005mol/l. (0.01mol/l) 2 = 5. 10 –8 몰 3 /l 3.
농도의 곱이 용해도의 곱보다 크므로 침전물이 형성됩니다.
2. 0.02M 황산나트륨 용액과 0.04M 질산은 용액을 같은 부피로 섞으면 황산은 침전물이 형성됩니까?
2Ag + + SO4 2- Ag 2 SO 4
생성된 용액의 은 이온 농도
c(Ag +) = (0.04 mol/l) : 2 = 0.02 mol/l.
생성된 용액의 황산염 이온 농도
c(SO 4 2-) = (0.02 mol/l) : 2 = 0.01 mol/l.
황산은 용해도 제품
PR(Ag2SO4) = 2. = 1.2. 10 –5 몰 3 /l 3.
용액 내 이온 농도의 곱
{기음(Ag+)) 2. 기음(SO 4 2-) = (0.02 mol/l) 2. 0.01 mol/l = 4. 10 –6 몰 3 /l 3.
농도의 곱은 용해도의 곱보다 작으므로 침전물이 형성되지 않습니다.
20.6. 전환도(원성분해도, 해리도, 가수분해도)
반응 효율은 일반적으로 반응 생성물의 수율을 계산하여 평가됩니다(섹션 5.11). 동시에 가장 중요한(보통 가장 비싼) 물질의 어느 부분이 목표 반응 생성물로 변환되었는지(예: SO 2 의 어느 부분이 SO 3 로 변환되었는지) 확인하여 반응 효율성을 평가할 수도 있습니다. 황산 생산 중, 즉 전환 정도원래 물질.
Cl 2 + 2KOH = KCl + KClO + H 2 O
염소(시약)는 염화칼륨과 차아염소산칼륨으로 동일하게 변환됩니다. 이 반응에서 KClO 수율이 100%이더라도 염소가 KClO로 전환되는 정도는 50%입니다.
여러분이 알고 있는 양(원생분해 정도(12.4절))은 전환 정도의 특별한 경우입니다.
TED 프레임워크 내에서는 비슷한 양이 호출됩니다. 해리 정도산 또는 염기(원생분해 정도라고도 함). 해리 정도는 오스트왈드의 희석 법칙에 따른 해리 상수와 관련이 있습니다.
동일한 이론의 틀 내에서 가수분해 평형은 다음과 같은 특징을 갖습니다. 가수분해 정도 (시간), 물질의 초기 농도와 관련하여 다음 표현이 사용됩니다 ( 와 함께) 및 가수분해 중에 형성된 약산(K HA) 및 약염기의 해리 상수( 케이모):
첫 번째 표현은 약산 염의 가수분해에 유효하고, 두 번째 표현은 약염기 염, 세 번째 표현은 약산과 약염기 염의 가수분해에 유효합니다. 이러한 모든 표현은 가수분해도가 0.05(5%) 이하인 희석 용액에만 사용할 수 있습니다.
질량작용의 법칙, 동종상 반응, 헤테로상 반응, 고상 반응, 자가원생 상수(이온 생성물), 해리(이온화) 상수, 해리(이온화) 정도, 수소 지수, 수산화물 지수, 가수분해 상수, 용매화 상수(용해도곱) ), 변환 정도.
- 화학 평형을 이동시키고 평형 상수를 변화시키는 요인을 나열하십시오.
- 평형 상수를 변경하지 않고 화학 평형을 이동할 수 있는 요인은 무엇입니까?
- 1 리터에 NaCl 0.5 mol, KCl 0.16 mol 및 K 2 SO 4 0.24 mol을 포함하는 용액을 준비해야합니다. 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨만 사용하여 이를 수행하는 방법은 무엇입니까?
- 십몰, 센티몰 및 밀리몰 용액에서 아세트산, 청산 및 질산의 원형분해 정도를 결정합니다.
- 0.2M 용액에서 부티르산의 원형분해 정도는 0.866%입니다. 이 물질의 산도 상수를 결정하십시오.
- 용액의 농도는 어느 정도에서 아질산의 양성분해도는 0.2가 될까요?
- 0.2M 아세트산 용액 300ml에 산의 protolytic 정도가 두 배로 증가하려면 얼마만큼의 물을 첨가해야 합니까?
- 용액의 pH가 6인 경우 차아브롬산의 프로토리시스 정도를 결정하십시오. 이 용액의 산 농도는 얼마입니까?
- 용액의 수소 지수는 3입니다. 이를 위해 a) 질산, b) 아세트산의 농도는 얼마입니까?
- 용액의 pH 값이 1씩 증가하려면 용액 내 a) 옥소늄 이온, b) 수산화물 이온의 농도를 어떻게 변경해야 합니까?
- pH = 12에서 용액 1ml에는 몇 개의 옥소늄 이온이 포함되어 있습니까?
- 10리터에 NaOH 0.4g을 첨가하면 물의 pH 값은 어떻게 변합니까?
- 다음 수용액에서 옥소늄 및 수산화물 이온의 농도와 수소 및 수산화물 지시약의 값을 계산하십시오. a) 0.01 M HCl 용액; b) CH 3 COOH의 0.01 M 용액;
- c) 0.001M NaOH 용액; d) 0.001M NH 3 용액.
- 부록에 제공된 용해도 곱의 값을 사용하여 a) 염화은, b) 황산칼슘, c) 인산알루미늄 용액에서 용해된 물질의 농도와 질량 분율을 결정합니다.
- 25oC에서 1g의 황산바륨을 용해시키는 데 필요한 물의 양을 구하십시오.
- 25oC에서 포화된 브롬화은 용액 1리터에 이온 형태로 존재하는 은의 질량은 얼마입니까?
- 25oC에서 포화된 황화은 용액에 1mg의 용해 물질이 포함되어 있습니까?
- 0.05M Pb(NO 3) 2 용액에 같은 부피의 0.4 M KCl 용액을 첨가하면 침전물이 형성됩니까?
- 0.004M CdCl 2 용액 5ml와 0.003M KOH 용액 15ml를 부은 후 침전이 형성되는지 확인합니다.
다음 물질을 마음대로 사용할 수 있습니다: NH 3, KHS, Fe, Al(OH) 3, CaO, NaNO 3, CaCO 3, N 2 O 5, LiOH, Na 2 SO 4. 10H 2 O, Mg(OH)Cl, Na, Ca(NO 2) 2. 4H2O, ZnO, NaI. 2H 2 O, CO 2, N 2, Ba(OH) 2. 8H2O, AgNO3.
이들 물질 각각에 대해 별도의 카드에 다음 질문에 답하십시오.
1) 정상적인 조건(분자 또는 비분자)에서 이 물질의 구조 유형은 무엇입니까?
2) 이 물질은 실온에서 어떤 응집 상태에 있습니까?
3) 이 물질은 어떤 종류의 결정을 형성합니까?
4) 이 물질의 화학결합을 설명하라.
7) 이 물질을 염산과 반응시키는 것이 가능합니까? 가능하다면 어떤 조건에서? 반응식을 써라. 이런 반응은 왜 일어나는 걸까요? 가역적인가요? 가역적이라면 어떤 조건에서? 이 반응의 수율은 어떻게 증가합니까? 염산 대신 건조염화수소를 사용하면 어떻게 될까요? 해당 반응식을 써라.
8) 이 물질을 수산화나트륨 용액과 반응시키는 것이 가능합니까? 가능하다면 어떤 조건에서? 반응식을 써라. 이런 반응은 왜 일어나는 걸까요? 되돌릴 수 있나요? 가역적이라면 어떤 조건에서? 이 반응의 수율은 어떻게 증가합니까? 수산화나트륨 용액 대신 건조 NaOH를 사용하면 어떤 변화가 있나요? 해당 반응식을 써라.
9) 이 물질을 얻기 위해 귀하에게 알려진 모든 방법을 제공하십시오.
10) 당신이 알고 있는 이 물질의 이름을 모두 말해보세요.
이러한 질문에 답할 때 모든 참고 문헌을 사용할 수 있습니다.
분자와 이온 사이의 약한 전해질 용액에서 형성된 평형에 우리는 화학 평형의 법칙을 적용하고 평형 상수의 표현을 쓸 수 있습니다. 예를 들어, 물 분자의 작용으로 발생하는 아세트산의 전기분해(프로토분해)에 대해,
CH 3 COOH + H 2 O ← H 3 O + + CH 3 COO –
평형 상수는 다음과 같은 형식을 갖습니다.
산도와 염기도 상수의 값을 쓰는 방법에는 두 가지가 있습니다. 첫 번째 방법에서는 반응식과 쉼표 뒤에 상수와 온도의 값을 같은 줄에 표시합니다. 예를 들어,
HF + H 2 O ← H 3 O + + F – , K k = 6.67·10 –4 mol·l –1 (25°С).
두 번째 방법에서는 상수 값을 먼저 기록한 다음 전해질의 산 및 염기 형태, 용매(일반적으로 물) 및 온도를 괄호 안에 표시합니다.
Kk = 6.67·10 –4 (HF, F – , H 2 O, 25°C) mol L –1.
산도와 염기도 상수는 전해질의 성질, 용매, 온도에 따라 달라지지만 용액의 농도에는 좌우되지 않습니다. 이는 주어진 산 또는 주어진 염기가 이온으로 해리되는 능력을 특성화합니다. 상수 값이 높을수록 전해질이 더 쉽게 해리됩니다.
다염기산과 2개 이상의 원자가 금속 염기는 단계적으로 해리됩니다. 이러한 물질의 용액에서는 서로 다른 전하의 이온이 참여하는 복잡한 평형이 설정됩니다. 예를 들어, 탄산의 해리는 두 단계로 발생합니다.
H 2 CO 3 + H 2 O ← H 3 O + + HCO 3 – ;
HCO 3 – + H 2 O ← H 3 O – + CO 3 2–.
첫 번째 균형은 프로토리시스의 첫 번째 단계- K k1로 표시되는 산도 상수가 특징입니다.
전체적인 밸런스
H 2 CO 3 + 2H 2 O ← 2H 3 O + + CO 3 2 –
총 산도 상수 K는 다음에 해당합니다.
| ㅋ = |
K k, K k1 및 K k2 양은 다음 관계식으로 서로 관련됩니다.
K k = K k1 K k2.
물질이 단계적으로 해리되는 동안 다음 단계의 분해는 항상 이전 단계보다 적은 정도로 발생합니다(첫 번째 단계보다 두 번째 단계에서 더 적음 등). 즉, 다음과 같은 불평등이 관찰됩니다.
K k > K k2 > K k3 및 K 01 > K 02 > K 03. . .
이는 이온을 제거하기 위해 소비해야 하는 에너지가 중성 분자에서 분리될 때 최소이고 각 후속 단계에서 해리되는 동안 더 커진다는 사실로 설명됩니다.
두 개의 이온으로 분해되는 전해질의 농도를 c in으로 나타내고 주어진 용액에서 해리 정도를 α로 표시하면 각 이온의 농도는 c in α가 되고 해리되지 않은 분자의 농도는 다음과 같습니다. c in (1 – α). 그런 다음 protolytic 상수 K k, Ω (산도 상수 또는 염기도 상수)에 대한 방정식은 다음과 같은 형식을 취합니다.
이 방정식은 Ostwald의 희석 법칙을 표현합니다. 해리 상수를 알면 다양한 전해질 농도에서 해리 정도를 계산할 수 있습니다. 이 방정식을 사용하면 특정 농도에서의 해리 정도를 알면서 전해질의 해리 상수를 계산할 수도 있습니다.
전해질의 해리가 매우 작은 용액의 경우 방정식은 오스트발트의 법칙에 의해 단순화됩니다. 그런 경우에는 α<<, то величиной α в знаменателе уравнения для К к,ω можно пренебречь. При этом уравнение принимает вид.
일반적인 경우, Bronsted-Lowry protolytic 이론에 따라 방정식 (4.2)에 따라 약한 일양자성 산의 해리에 대해 다음과 같은 결과가 나옵니다.
진정한 열역학적 상수 에게이 잔액은
모든 활동이 균형을 이루는 곳. 이 비율을 다음과 같은 형태로 상상해 봅시다.
이전 경우와 마찬가지로 두 상수의 곱을 나타냅니다. 에게그리고 a(H 2 O)부터 (H 2 O) = const at 티= const. 그 다음에
또는 대략:
모든 농도가 평형을 이루는 곳. 여기서 값은 에게 에이~라고 불리는 산 해리(이온화) 상수 또는 간단히 산도 상수.
많은 약산의 경우 수치 에게 에이매우 작기 때문에 크기 대신 에게 에이적용하다 강도 표시기(또는 그냥 표시기):
rK 에이 =- LG 에게 에이 .
더 에게 에이(즉, p가 적을수록 에게 에이 ), 산이 강할수록.
일염기산 NV의 초기 농도를 용액 내 해리(이온화) 정도와 동일하게 설정합니다. 그러면 이온 [H 3 O + ]와 [B - ]의 평형 농도는 [H 3 O + ] = [B - ] =와 같습니다. αс 에이 , 평형 산 농도 [НВ] = 와 함께 에이 - α 와 함께 에이 = 와 함께 에이(1 - α). 이러한 평형 농도 값을 평형 상수(4.10)에 대한 표현식으로 대체하면 다음을 얻습니다.
집중보다는 와 함께 에이그 반대를 사용 다섯- l/mol로 표현되는 희석(희석), V=1/와 함께 에이 , 그런 다음 공식은 에게 에이다음과 같이 보일 것입니다:
이 관계와 표현도
설명하다 오스트발트의 희석 법칙(또는 희석 법칙)약한 이원 전해질의 경우. a1에서(많은 분석 시스템의 일반적인 경우)
일반적인 경우 K n A m 조성의 약한 전해질에 대해 다음 계획에 따라 이온으로 분해된다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.
KnAm = N에게 t+ +t에이 N -
오스트발트의 희석 법칙은 다음 관계식으로 설명됩니다.
어디 와 함께- 약한 전해질(예: 약산)의 초기 농도. 따라서 오르토인산 H 3 PO 4 (피 = 3,
티= 1), 계획에 따라 완전히 이온으로 붕괴됩니다.
.
이원 전해질의 경우 관계식은 (4.11)이 됩니다. a1의 경우 다음이 있습니다.
일염기산 NV 용액의 평형 pH 값을 찾아보겠습니다. 수소이온의 평형농도
표기법을 사용하면 다음을 얻습니다.
pH = 0.5(r 에게 에이+p 와 함께 에이). (4.12)
따라서 약한 일양자성 산 용액의 평형 pH 값을 계산하려면 이 산의 산도 상수를 알아야 합니다. 에게 에이그리고 초기 농도 와 함께 에이 .
초기 농도가 0.01 mol/l인 아세트산 용액의 pH를 계산해 보겠습니다.
아세트산의 경우 실온에서 에게 에이 = 1.74·10 -5 및 p 에게 에이 = 4,76.
공식 (4.12)에 따르면 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
pH = 0.5(p 에게 에이+p 와 함께 에이) = 0,5(476-0,01) = 0,5(4,76+2) = 3,38.
약한 용액의 평형에 대해서도 유사한 고려가 수행될 수 있습니다. 다염기성산.
다염기산은 여러 단계에 걸쳐 단계적으로 이온으로 해리되며, 각 단계는 자체 평형 상수를 특징으로 합니다. 단계적 산 해리 상수.예를 들어, 오르토붕산 용액에서 H 3 BO 3 평형이 확립됩니다(상수 값은 25°C에 대해 제공됨).
H 3 VO 3 + H 2 O = H 3 O + +, 에게 1
= 
H 2 O = H 3 O + +, 에게 2
= 
H 2 O = H 3 O + +, 에게 3 =
각 후속 단계의 산 해리 상수는 이전 단계의 해리 상수보다 일반적으로 몇 배 정도 작습니다.
모든 단계적 해리 상수의 곱은 총 산 해리 상수 K와 같습니다.
에게 1 에게 2 ...에게 N =K.
따라서 오르토붕산의 값은 쉽게 알 수 있습니다.
에게 1
에게 2
에게 3
=K= 
계획에 따르면 완전한 산 해리 상수가 있습니다.
4.3.2 약염기 용액의 염기도 상수와 pH
산과 염기의 Brønsted-Lowry protolytic 이론에 따라, 일반적으로 수용액에서 단일 산 약염기 B의 이온화에 대해 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
B + H 2 O = HB + + OH -
염기의 이온화 정도가 a1이면 농도 상수는 이 화학 평형의 상수로 간주될 수 있습니다.
이전 단계와 비슷하게 진행하면 다음을 얻습니다.
에게 = =K 비 = const 때 티= const
두 상수의 곱으로 에게=const 및 [H 2 O] = const.
수량을 불러보자 케이 비 , 그러므로 동등하다.
케이 비 = , (4.13)
약한 1산 염기의 해리(이온화) 상수또는그냥 염기성 상수이 밑변과 크기
피 케이 비 = 케이 비 ,
염기도 상수의 강도 표시기(또는 간단히 표시기)입니다.
고려 중인 경우의 오스트발트 희석 법칙에 따라(관계식 (4.11)과 유사)
케이 비 =,
는 1산 약염기의 이온화 정도이고 는 초기 농도입니다. 약한 염기 a1의 경우
문제의 단일산 염기 수용액의 실온에서 평형 pH 값을 구해 봅시다. 공식 (4.7)에 따르면 다음과 같습니다.
pH = p 에게 승 - pOH = 14 - pOH.
pOH = [OH - ] 값을 결정해 봅시다. 확실히
[오 - ] = = 
표시기 사용 pOH = [OH - ], p 에게 비 =K 비그리고
피 = , 우리는 다음을 얻습니다: pOH = 0.5(p 에게 비+ 피). 이 식을 위의 pH 공식에 대입하면 다음 관계에 도달합니다.
pH = 14 - pOH = 14 - 0.5(p 에게 비+ 피).
따라서 약한 1산 염기 용액의 평형 pH 값은 식 (4.15)을 사용하여 계산할 수 있습니다.
pH = 14 - 0.5(p 에게 비+ 피). (4.15)
실온에서 0.01 mol/l 암모니아 수용액의 pH를 계산해 보겠습니다. 에게 비= 그리고 p 에게 비 = 4,76.
암모니아 수용액에서는 평형이 확립됩니다.
암모니아의 이온화 정도는 대부분 왼쪽으로 이동합니다. 따라서 pH 값을 계산하려면 관계식(4.15)을 사용할 수 있습니다.
pH = 14 - 0.5(p 에게 비+ 피) =
약한 경우에도 유사한 고려 사항을 수행할 수 있습니다. 다중산근거. 사실, 이로 인해 표현이 더 번거로워집니다.
약한 다염기산과 같은 약한 다산 염기는 단계적으로 해리되며, 각 해리 단계에는 염기의 자체 단계적 해리 상수(단계적 염기도 상수)도 있습니다.
예를 들어, 수용액의 납 수산화물 Pb(OH) 2는 두 단계에 걸쳐 이온으로 분해됩니다.
동일한 평형은 양성자를 부착하는 물질로서 염기의 정의를 준수하여(양성자 분해 이론의 틀 내에서) 다른 방식으로 작성될 수 있습니다. 이 경우 물 분자에서 이를 받아들입니다.
단계적 염기도 상수는 다음 형식으로 표현될 수 있습니다.
표시된 평형을 기록하면 물 분자의 양성자가 물 분자 ()의 형성과 함께 수산기로 이동하고 그 결과 납 (II) 원자 근처의 물 분자 수가 증가한다고 가정합니다. 각 해리 단계에서 1씩 증가하고, 납(II) 원자와 결합된 수산기의 수도 1씩 감소합니다.
일하다 에게 1 에게 2 =K=[Pb 2+ ][OH - ] 2 /[Pb(OH) 2 ] =
2.865, 여기서 에게- 계획에 따른 총 해리 상수
또는 서면으로 작성된 다른 계획에 따라
결국 같은 결과를 낳게 됩니다.
또 다른 예는 유기 염기인 에틸렌디아민으로, 수용액에서 두 단계로 이온화됩니다. 첫 번째 단계:
두 번째 단계:
일하다 
-
총 해리 상수. 균형에 해당합니다.
평형 상수의 수치는 실온에 대해 위에 나와 있습니다.
다염기산의 경우와 마찬가지로 약한 다산 염기의 경우 각 후속 단계의 해리 상수는 일반적으로 이전 단계의 해리 상수보다 몇 배 더 작습니다.
테이블에 표 4.2는 일부 약산과 염기의 산도와 염기도 상수의 수치를 보여줍니다.
표 4.2. 일부 산과 염기의 수용액에서 실제 열역학적 이온화 상수.
에게 에이- 산도 상수, 에게 비- 염기도 상수,
에게 1 - 첫 번째 단계의 해리 상수,
에게 2
- 두 번째 단계의 해리 상수 등
| 약산의 해리상수 |
||
| 산 | 에게 에이 | 아르 자형 에게 에이=-lg 에게 에이 |
| 질소 아미노아세트산 벤조이나야 붕산(정교성) 사붕산 | ||