원동신_편입기본_9강
오랜만이다.
생물한다고 약간 외면했는데... 강원대가 다가오니 더 이상 미룰 수 없어서 다시 시작 ㅠ
뒷심이 약해서 그런지 점점 더 힘들다.
그래도 일단 인강은 다 들었고 오늘은 블로그 리뷰는 다 해버리고 싶다.
잡생각이 많이 나는 날이라
유튭으로 음악들으면서 슬렁슬렁 공부하는 날
그래도 이런 날에는 화학 계산문제 푸는 게 더 낫다.
암기는 더 안되는 날 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠ
처음에 문제 풀었을 때 생각보다 많이 맞기는 했다.
그래도 pH 구하고 이런 공식 완젼히 기억에서 날려서 아예 못풀줄 알았는데
기본적인 개념 (어떻게 하면 pH가 올라가고 내려가고 하는 수준)은 조금 남았나부다.
찍은 게 대거 맞았다.
그래도 풀이 듣다가 깜놀;;;
아 이렇게 푸는 거였어?
암튼 제대로 된 리뷰 시작!
1. 강산의 정의 : H+ 상태가 잘되는 것, 수소이온을 잘 내주는 것일 수록 강산!
(왜 강산에 드립을 치고 싶을까;; 요즘애들은 "라구요의 강산에"를 알기나 알까;;;)
이성분체에서 산의 세기 : 1) X의 결합력이 약하면 강산 (왜? H+를 잘 내줄 수 있으니까), 결합력 = 결합길이 (이렇게 생각해도 되나;;;), 반지름이 커지면 결합길이 길어지고, 그래서 같은 족에서는 아래로 갈 수록 강산
2) X가 전자를 끌어당기는 극성이 강할 수록 강산, 편극현상이 심하면 강산, 그래서 같은 주기에서는 오른쪽으로 갈 수록 강산
3) X가 안정할수록 강산 (젠장 이게 그렇게 기억이 안나네;;;)
*이성분체 : HX 처럼 두 가지의 물질이 합쳐진 분자, 하나는 수소니까 다른 하나에 따라서 산의 세기가 달라진다.
--> 이성분체로 설명하는데 상식이 없어서... 이게 뭐야;;;; 하고 한참 들었다.
여러성분 물질이 있는 산소산에서 산소의 갯수가 같을 경우 산의 세기 : 다른 물질의 전기음성도가 강할 수록 강산
산소산의 경우, 물질이 같고, 산소의 갯수가 다를 경우 산의 세기 : 산소의 개수가 많을 수록 강산
CH₃COOH vs H₃자리에 H대신 Cl이 사용되는 경우의 산의 세기 : Cl이 많을 수록 강산, Cl이 전자끌개를 많이 가지고 있어서 강산이 됨
2. 짝산과 짝염기의 짝궁개념은 갠춘갠춘, (짝은 잘 찾는듯 ㅋ)
3. H+ 내주는 게 산! 잘 내주면 강산! 덜 주면 약산!
4. KOH는 강염기 (보일때마다 외우자)
[OH-]*[H+] = 10^(-14)
참 쉽죠잉
6. pH 구할 때 낚시 걸리지 말기를, 부피는 아무 상관 없다. 몰농도만 알면된다.
pH = -log[H+]
낚시에 좀 잘걸리는 타입 ㅠㅠㅠㅠㅠ 부디 다음에는 걸리지 말기를...
7. 0.007% 이온화 되었다 = 해리상수가 0.00007이다
소숫점에 0이 많아지니 헷갈리네 ㅠ
7*10^(-3) % = 7*10^(-5) 해리상수
HCN 0.1M 중에서 0.1*{7*10^(-5)} 요만큼만 이온화 되는구나.
그럼 H+ 이온은 0.1*{7*10^(-5)} 만큼 생기겠네.
그럼다시 [H+] = 7*10^(-6) --> pH는 로그 돌려서 6-log7 = 대략 5.1xxx이거나 5.2xxxx 일 듯
8. 알짜이온식 : 구경꾼 이온 없애부리.
H+ --> 강산에서 H+ 엄청 많이 만들어내서 이것만 남았구나. 얘의 본적은 강산, 아마 HCl 같은데서 나온 건데 구경꾼 빼고나니 이렇게 남은 걸로 추정
OH- --> 강염기에서 OH- 엄청 많이 만들어내서 이것만 남았구나. 얘의 본적은 강염기, 아마 KOH 같은데서 나온 건데 구경꾼 빼고나니 이렇게 남은 걸로 추정
CH₃NH₂ --> 메틸아민, 약염기, 그냥 외워라.
HCN --> 시안화수소, 약산, 그냥 외워라.
9. 핸더슨 하셀바흐 공식을 알아야 함
pH = pKa + log (A- / HA),
pOH = pKb + log (B+ / BOH)
이걸 알면... pH가 얼마이고, pKa가 얼마일 때 A-/HA를 알 수 있다
기본적으로 아세트산은 약산, 여기에 약산의 짝염!기!를 넣으면 pH가 어케 되겠니?
계산없이도 알 수 있지. pH는 염기쪽으로 이동하면서 높아지겠지.
pH와 pKa와의 관계에서 pH와 상관없이 pKa는 일정하다.
pKa는 온도 아니고서는 변하지 않는다. pH값에 따라다니지 않는다.
*pKa는 산의 해리상수, 물질이 얼마나 잘 풀리는 애인지. 그래서 사실 이걸 보면 약산인지 강산인지 알 수 있다! 이건 물질의 특성같은 값이니까. pKa 2.58 이하면 강산 이상이면 약산 이런식이라함.
**여기서 헷갈리지 말 것. pH로는 강산/약산을 구분할 수 없음!!! pH는 물질의 특성이 아니라 그냥 현재 농도만 알려줌.
약산인 아세트산에 강염기 때려부었다. 그러면 염기로 이동하겠지. 근데 강염기니까 pH가 7이상으로 올라갈걸로 예상
H와 OH는 모두 중화되어서 사라지고, 염기성 염만 남는 상태가 되겠군
연습삼아 계산해보려니... 여기 또 다른 공식이 나오는 군
*약염기의 pOH 구하는 공식이래.
pOH = 1/2 (pKb - logCb)
약산도 비슷
pH = 1/2 (pKa - logCa)
pKa + pKb = 14 --> 요런건 산염기 할 때 기본상식인 듯
10. 요것도 공식만 있으면 바로;;;
[H+] = √(Ka * [HA])
11. KCN속에 가장 높은 물질 --> 이거 물이 있다고 전제하고 풀어야 한다.
K+, CN-, H+, OH-
위에 따르면 HCN이 얼마간 결합할 테고 그러면
K+ : 0.1
CN- 농도 : 0.1-x
H+ : x
이렇게 된 상태에서 추가로 H₂O 가 자연상태에서 해리된 걸 감안하면
H₂O : -y
H+ : 위의 x + y
OH- : y
여기서!!! [H+]*[OH-] = 10^(-14) = (x+y)*y --> 어...x+y 나 y는 되게 작은 값이겠군. 이라고 추정해야한다 ㅠ
이렇게 보면 제일 농도가 높은 건 K+ 밖에 나올수가 없음
12. 각각의 pH가 다르고, 부피가 각각 주어졌을 경우에는 몰농도로 구해서 푼다.
pH1인 애는 10^(-1) * 100 = 10m mol
pH3인 애는 10^(-3) * 100 = 0.1m mol
합치면 10.1m mol @200ml 일 경우 계산만 하면 끝
13. 핸더슨 하셀바흐식
pH = pKa + log(A-/HA)
14. 요거 은근히 헷갈림
HA : 0.02M * 100ml = 2m mol
NaOH : 0.01M * 100ml = 1m mol
H는 NaOH에 의해 중화되겠지. 중화된 건 NaOH만큼 H 1m mol 사용함
HA는 중화하느라 1m mol썼고, 나머지는 1m mol
A-는 중화하느라 쓰인 1m mol의 짝이라서 역시 나머지 1m mol
요기에 8g NaOH 투입, 부피변화X, 그럼 용매만 0.2m mol 투입
투입후에는 보자.
HA가 1m mol 남은 데에서 0.2가 또 중화되면 0.8m mol이 되겠지
A-는 1m mol남았었는데 추가로 중화된 H+가 사라진 만큼 늘어나서 1.2m mol
pH = pKa + log (A-/HA)
휴우;; 한 세번쯤 푸니까 이제는 이해가 가는구먼.
아 ㅠㅠㅠ 학습이 정말 느리다 느려!
15. pH = pKa + log (A-/HA) 이 식을 기본으로 깔고
HA와 A-가 동일한 몰농도에 동일한 용량이 있다면 최적의 버퍼솔루션 : pKa = pH 이게 성립한다는 말씀.
용액 A, 용액B 계산 들어가라!
HA가 반이 있고, NaA가 반이 있으니 A- 용량이 높겠군.
A의 경우 용질양이 많고,
B의 경우 용질양이 적다.
이 상태에서 같은 양의 산을 추가한다면, 전체 산의 양 중에서 A는 영향을 덜 받을 것이고, B는 영향을 더 받을 것이다.
계산할 수 있지만 일단 이런 논리로 생각하면 빠름.
원래 같은 pH에서 시작했는데 산을 추가했으면 pH는 왼쪽으로 이동할텐데... A는 조금, B는 더 많이 이동하겠네
그럼 B가 더 왼쪽, 고로 pH가 더 낮다.
동일한 논리로 같은 양의 염기를 추가한다면, A는 역시 영향을 덜 받고, B는 영향을 많이 받는다.
같은 pH시작시 염기 추가했으면 pH는 오른쪽으로 이동, A는 조금, B는 더 많이 이동한다.
고로 B의 pH가 더 오른쪽, 고로 pH가 더 높다.
희석시 pH는 역시 계산해보면 나오지만 논리로 따져보자.
pH는 증류수로 희석한다고 바뀌나?
농도라고 해서 바뀔 것 같은데
pH = pKa + log (A-/HA) 생각해보면
pKa는 불변, HA와 A-가 동시에 변하기 때문에 그 비율이 바뀌지 않아서 pH가 바뀌지 않더라.
논리가 잘 기억나지 않으면 그냥 외워라 ㅠ
16. 용액 A, 20g의 아세트산, 5g의 아세트산 나트륨 --> 몰질량으로 해서 몇 몰이냐?
용액 B, 10g의 아세트산, 25g의 아세트산 나트륨 --> 몇 몰이냐?
이걸로 용액A와 B 각각 HA와 A-의 농도를 알 수 있겠구먼 그럼...
pH = pKa + log (A-/HA) 이렇게 해서 pH 구해보쟈!
17. 강산 짝궁 염기같지도 않은 염(구경꾼, 반응 X)
강염기 짝궁 산같지도 않은 산(구경꾼, 반응 X)
약산 짝궁 약염기
안정하다 = 안 움직인다, 반응하지 않는다. = 구경꾼이다.
HCN 약산, KOH 강산
완충제는 약산/약염기가 주로하지.
18. NH₄Cl 은 pH를 구해보자.
NH₄Cl은 약산, pH를 구할 수 있겠네
pH = 1/2 (pKa - logC) --> 언제 이공식 쓰고 언제 다른 공식쓰는 지 알아야 하는데;;;
일단 초기 pH 농도를 알고 pKa를 알고 농도C를 알면 이 공식 쓰면 되겠네, 해리되고, 첨가하고 그런 거 말고
한가지 물질이 녹아있는 용액에서만 생각해버리면...
(뭔가 중화적정 같은 거 안하고 시작점에서 농도를 알고 pH 구할 때 이거 쓰는 듯)
pKa * pKb = 10^(-14)
나머지는 계산 ㄱㄱ
19. 기본과 심화의 답이 다르다네.
일단 기본편
HA <--> H+ + A- 이렇게 식을 세울 수 있지.
그러면....
H+와 A-가 동일한 양이 해리되니까 둘의 농도는 일단 같고 --> 답 나옴
H+ 는 0.1M이니께 pH = -log[H+] 이걸로 구할 수 있지만
얘는 약산이니께, 다 해리가 안된다고 하면 아마 pH는 1보다는 높아지겠지.
(농도가 0.1M보다 낮아지니까 -log 하면!)
다음 심화편
식 1개는 HA <--> H+ + A-
식 또 1개는 H₂O <--> H+ + OH-
이렇게 세워본다.
이러면 자연스럽게 H+의 농도가 A-의 농도보다 높아져버림. --> 심화용 답 나옴
위의 식에서 나온 pH가 얼마일지는 모르나... 어쨌든 1보다는 클테고,
(강산이라 모두 반응한다고 해도, 아무리 작아도 1, 하지만 얘는 약산이니 1일리가 없지, 그보다는 클테지)
아래 물에서 나온 H+ 농도는 우리가 모두 아는 10^(-7)
그러니 어쨌든 pH는 1보다는 커지겠다.
20. pKb 가 5, pKa는 9
pKb가 5란 얘기는 얘는 염기성 염이란 소리, 그러면 pH7 이면 산성상태겠구나.
pKa =9 = pH, 중화점
pH = pKa + log (B/BH+)
21. CH₃COOH = HA, [A-] = 중화된양 = 사용된H+양 = NaOH양
pH = pKa + log (A-/HA)
여기서 pH, pKa, 아니까...A-/HA 구할 수 있겠네
HA = 0.1*30(m mol) - x(중화된 양)
A- = x
이렇게 계산해서 x값구하고
x 값(몰) = 몰농도 0.1*부피
끝~
22. HCOOH 0.5M --> HA 0.5M. 50m mol
HCOONa 0.5M --> A- 0.5M, 50m mol
pH 3.77 --> pKa = 3.77
NaOH = 0.01몰 --> 10m mol
HA는 중화되어 50-10
A-는 중화되어 50+10
중화된 이후의 pH = pKa + log(A-/HA), 계산계산
23. pH = pKa + log (A-/HA)
pH도 알고 pKa도 아니깐...
HA = 0.1*250m - x
A- = x
NaOH = x = 0.05 * ( )
계산
24. pH = pKa + log(A-/HA)
25. HCl : 20 * 0.15 = 3m mol
NaOH : 20 * 0.1 = 2m mol
HCl = 3-2 = 1m mol = 40ml * xM
x = 1/40 pH = -log (1/40) 계산 ㄱㄱㄱ
26. 산소산 : 산소가 많은게 강산이지!
27. 산소산, 산소수가 같은 경우 --> 수소를 더 많이 내줄 수 있으면 강산, 전기음성도가 더 센 것이 강산
산소산, 산소수가 다를 경우 --> 산소수가 클 수록 강산
이성분체 --> 같은 주기에서 오른쪽으로 갈 수록, 전자끌개가 클 수록 강산
이성분체 --> 같은 족에서 아랫쪽으로 갈 수록, 수소와 결합이 약할수록 강산
이성분체 --> 수소와 같이 붙은 원자가 안정할 수록 강산
28. 리트머스 붉게 = 산성 찾아라.
염기성 : 금속 산화물
산성 : 비금속 산화물
29. HCl : 강산, 전부 해리
CH₃COOH : 약산, 일부 해리
CH₃COOH <--> CH₃COO- + H+--> 아래의 해리 때문에 역반응으로 진행하게 된다.
HCl <--> H+ Cl-
30. HCN : 약산
초기
NaCN : 2.5m mol
HCl : 1.25m mol
적정 후
NaCN : 2.5m mol - 1.25m mol = 1.25m mol
HCl : 1.25m mol - 1.25m mol = 1.25m mol
CN- : 1.25m mol
Cl- : 1.25m mol
이러면 산의 농도와 산의 짝염기 농도가 같은... 최적의 buffer solution
pH = pKa = 14-pKb
pKb = -log(1.61*10^(-5)) =약 4.8
31. 산소산은 산소수가 많을 수록 강산
NaNO₂ --> HNO₂ 의 Ka로! HNO₂ 4.6*10^(-4)약산, 그러므로 걔의 짝염기인 NO₂-는 약염기, 나름 센 약염기에 속함
얘의 짝염기인 NaNO₂는 그럼 약산, 결국 HNO₂ 4.6*10^(-4)와 유사한 약산
NaClO --> ClO- 약염기, 그치만 엄청 약염기라기보다 pH7에 가까운.
그래서 둘 사이의 pH는 NaNO₂ 얘가 더 작겠다.
NH₃는 Kb=0.8*10^(-5), 얘의 짝궁은 NH₄+ Ka pH 9 정도....
NH₂OH Kb=1.1*10^(-8), 얘의 짝궁 NH₃OHCl Ka 는 10^(-6), pH6
그래서 같은 몰인 두 짝궁들 끼리의 비교는 NH₄Cl이 더 크겠다.
32. Ka값을 보니...
HA 강산, 다 해리, 짝궁은 염기같지 않은 염 (구경꾼)
HB 약산, 일부만 해리, 짝궁은 약염기
아 죽갔네 ㅠㅠ 두 개의 아래 공식이 아마 다 같은 걸텐데...
언제 어떤 걸 골라써야 하는지 아직 잘 모르겠다 ㅠㅠㅠㅠㅠ
[H+] = 루트(Ka * logC)
pH = 1/2 (pKa - logC) --> 택, 계산, 끝
이거 3번 해설만 3번쯤 들었음, 심화거라는데 겁내 어려움
들어도 다 까먹어서 지금도 보면서 겨우 채우는 중 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠㅠ
HB 해리율 = 해리된 양 / 원래 양 = B- / (HB + B-)
HB : Cb - x
B- : x
HA : 강산이라매, 그러면 다 해리, 결국 = 0
H+ : 0.01
A- : 0.01
B-/HB 이거 찾아봐라.
pKa = (B- * H+) / HB = 10^(-6)
H+는 HA가 녹아서 만들어 준 0.01M HB에서 해리된 H+는 자그마치 10^(-6)을 곱해야 하는 수이므로
너무 작아서 무시해버림, 결국 HA의 H+값으로 대략값을 정함
--> B-/HB = 10^(-4)
--> 결국 같은 논리로 위의 해리율에서 분모인 HB + B-인 B-는 역시 Ka를 곱해야 하는 수이므로 HB에 비해 너무 작아 무시함
--> 해리율 = 대략 B-/HB 로 사용할 수 있음
--> 해리백분율 = 해리율 * 100
무시해야 하는 값과 계산해야 하는 값을 구분할 줄 알아야 함, 이건 경험으로 밖에 모르는 거임, 그러니 문제 많이 풀자
33. 그래프 보고 뭘 이해해야 하는지 배우자.
일단 얘가 완전히 중화되는 지점 (포화) 100ml 이다. 이걸 중화점으로 볼 수 있겠다.
100ml * 0.1M = 10m mol 로 완전히 중화됨
HA : xM, V1ml가 있다고 생각해보자, x * V1 = 10m mol
HB : yM, V2ml가 있다고 생각해보자 y * V2 = 10m mol
a와 b점 분석
a는 NaOH가 50ml 있을 때 pH = 6, A-가 50 있을거고, HA도 완전 중화가 아닌 50정도 중화까지 남았으니까...
이것이 바로 최적의 buffer solution, 이 말은 곧 pH = pKa, 그래서 HA의 pKa=6
b도 마찬가지, 그래서 HB의 pKa = 5
시작점 분석
HA가 중화시작전 pH = 3 = 1/2(Ka - logCa) @Ka = 6, 그래서 Ca =1
아하 그러면 위의 x * V1 = 10m mol 에서 x가 1M 이란 얘기고, V1은 10ml
HB가 중화시작전 pH = 3 = 1/2(Ka - logCb) @Ka = 5, 그래서 Cb =0.1
아하 그러면 위의 y * V2 = 10m mol 에서 y가 0.1M 이란 얘기고, V1은 100ml
해리도 = 이온화도
HA 해리도 = 루트(Ka / HA) @x=1M, Ka = 10^(-6), 해리도는 10^(-3)
HB 해리도 = 루트(Ka / HB) @y=0.1M, Ka = 10^(-5), 해리도는 10^(-2)
이거가 핵 모르겠는 부분...
a는 60ml, 1M, 부피당 몰농도가 높다. 부피당 완충용량이 크다 --> 같은 용량 첨가시 pH변화가 작다
(부피당 완충용량이 크다는 건 같은 부피에서 완충제를 많이 넣어야 완충된다는 말, 그래서 같은 용량을 첨가하면... pH 변화가 작은건가? 이 논리가 맞나?)
b는 150ml, 0.1M, 부피당 몰농다가 낮다. 부피당 완충용량이 작다 --> 같은 용량 첨가시 pH변화가 크다.
안되면 외워야지.
8강 화학평형도 힘들었는데
9강 산염기도 되게 힘드네 ㅠㅠㅠㅠ
진짜 열심히 해야하는데... 핵어려움. 심화 과연 풀수 있으려나 ㅠㅠㅠㅠ
그래도 9강 마무으리~
수고했어. 오늘도!
수고했어. 올해 2021도!!!