목차
10-1. 이양성자성 산과 염기
10-2. 이양성자성 산의 완충 용액
10-3. 다양성자성 산과 염기
10-4. 어느 것이 주 화학종인가?
10-5. 분율 조성식
10-6. 등전 pH와 등이온 pH
10-5. 분율 조성식
- 주어진 pH에서 산이나 염기의 분율을 나타내는 식을 유도
- 산-염기 적정, EDTA 적정, 전기 화학 부분에서도 유용하게 이용됨
- 13장(평형의 심화 주제)에서 중요하게 다룸
일양성자성 계
- 목표 : HA와 A-의 분율에 대한 식을 pH의 함수로 구하는 것
- 평형상수와 질량 균형을 결합시켜 얻을 수 있음
Q. 포말 농도가 F인 일양성자성 산의 용액
- 질량 균형을 [A-] = F - [HA]와 같이 재배열하여 Ka 식에 대입하면 다음과 같이 됨
- 약간의 계산을 하면 다음과 같음
- HA 형태로 있는 분자의 분율을 αHA라고 함
HA 분율
A- 분율
분율(fraction)
- pH 5 아래에서는 HA가 우세한 형태이고, pH 5 위에서는 A-가 우세함
이양성자성 계
- 일양성자성 계에 대해 사용했던 것과 같은 방식으로 유도
- 질량 균형
- H2A 분율
- HA- 분율
- A2- 분율
- 정리
- 두 pKa 값이 1.46 단위밖에 차이 나지 않는 퓨마르산(fumaric acid)의 분율에 대한 곡선
- 두 pKa 값이 매우 가까이 있게 때문에, αHA- 값은 0.73까지만 오름
- pK1 < pH < pK2 영역에서는 상당량의 H2A와 A2-가 존재
- 분율 식은 염기 B를 물에 녹였을 때 얻어지는 B, BH+, BH2 2+에 똑같이 적용됨
- 분율 αH2A는 산성 형태인 BH2 2+에 적용되고, αHA-는 BH+에, αA2-는 B에 적용됨
- 상수 K1과 K2는 BH2 2+의 산 해리 상수
Keyword: 분율 조성식
