분석화학) pK 질문

첫 번째 사진에서는

PbI₂(s)라는 난용성 염이 수용액에서 해리될 때 Pb²⁺와 I⁻로 해리되는데 그 비율이 1 : 2라는 것을 의미하죠.

그래서 2[Pb²⁺] = [I⁻] 라는 관계가 성립해서 [Pb²⁺] = x로 놓고 Pb²⁺, 또는 I⁻ 의 농도를 구할 수 있는 것입니다.

즉, 수용액에다 PbI₂(s)라는 염을 넣었더니 아주 조금 이온으로 해리되는 상황에서의 농도 계산입니다.

​

근데 두 번째 사진에서의 문제는 상황 자체가 다르죠.

난용성 염이 있는 상태에서 해리되는 상황이 아니라, 금속 이온이 존재하고 OH⁻를 부어줘서 염을 만드는 상황입니다. 해리되는 양은 알 바가 아닙니다.(물론 만들어지면 해리가 되겠지만 관심 대상이 아님)

0.050 M Mg²⁺ 용액에다 NaOH를 넣어줘서 수산화물을 만들어주는 건데 구하고자 하는 것이 침전이 시작되는 [OH⁻]이죠.

​

반응 계수비가 Mg²⁺ : OH⁻ = 1 : 2인 것은 맞습니다.

그렇다면 0.050 M Mg²⁺(aq) 넣고 0.10 M OH⁻(aq) 넣으면 되는 것 아니냐고 하실 수 있는데,

그건 Mg²⁺가 모두 소모되어 모든 Mg²⁺가 모두 Mg(OH)₂(s)로 침전되는 OH⁻의 농도를 구한 것입니다.

(이해가 어려워 이렇게 혼동하는 사례가 있음)

​

문제에서 구하고자 하는 것은 침전이 시작되는 [OH⁻]입니다.

또 다른 혼동 사례는 OH⁻ 이온 2개만 넣어줘도 Mg(OH)(s)가 하나 만들어지는 것 아니냐고 할 수 있는데,

이것도 아닙니다.

염이 생성되는 반응이 평형상수 K = 1/Ksp를 지키면서 형성이 될텐데 Mg²⁺가 과량으로 아무리 많다고 해서 무작정 난용성 염이 침전되는 것이 아닙니다.

​

반응에서의 평형상수의 의미를 생각해보세요.

문제에서의 상황을 평형상수로 나타냈습니다.

즉, 평형상수 K를 지켜주기 위해 필요한 [OH⁻] 농도가 정해져 있다는 뜻입니다.

만약 [Mg²⁺]가 0.050 M으로 정해져있다면, [OH⁻]는 K = 1.41 × 10¹¹을 지키기 위해서 종속적으로 결정됩니다.

​

그래서 위 식에다 [Mg²⁺] = 0.050 M을 대입하고 [OH⁻]을 구하면 그 때의 [OH⁻]가 침전되기 시작하는 OH⁻의 농도가 됩니다.

​

근데 굳이 저렇게 Ksp를 뒤집어서 쓰지 않고도 아래와 같이 [OH⁻]를 계산할 수 있다는 것입니다.

어떤 반응의 평형상수는 평형 이동이 없는 한 변하지 않습니다.