평형상수 구하기

Question

[A2-] 농도가 왜 평형상수 k2의 값이랑 같은지 잘 모르겠습니다. 자세히 설명해주세욥~(약품분석학에 나오는 내용입니다)

Accepted Answer

근사를 되게 많이 사용했는데 천천히 따라가봅시다.

이양성자산(H₂A)는 양성자를 2개 내놓을 수 있는데

양성자(H⁺)를 내놓을 수 있는 정도가 H₂A일 때와 HA⁻일 때가 다르죠.

그것은 Ka1, Ka2로 표현했다는 것은 잘 알고 계실 겁니다.

한편, 강산은 약산의 해리를 억제합니다.

다른 말로 하면, 일반적으로 Ka1 >> Ka2이기 때문에 H⁺ 농도 [H⁺]는 Ka1 에 의해 결정된다고 봐도 무관합니다.

평형상수식을 한번 써보죠.

H₂A중 일부가 해리되어 H⁺와 HA⁻가 생성되는데 H⁺와 A⁻는 1 : 1 비율로 생성되죠.

그래서 [H⁺] = [HA⁻] = x라고 놓습니다.

한편, C는 분석 몰 농도로 해리되지 않은 상태의 초기 H₂A의 농도를 말합니다.

그래서 평형 몰 농도인 [H₂A]는 초기 몰 농도에서 x만큼 감소된 양으로 표현할 수 있기 때문에 C-x라고 놓을 수 있는 것입니다.

다음과 같이 평형상수식을 다시 쓸 수 있습니다.

한편 약산의 경우 Ka1이 Ka2보다 크다지만 그래도 1/1000보다 적은 양으로 해리될 것입니다.

그래서 C와 x의 차이는 매우 크다는 가정 하에 근사를 적용할 수 있습니다.

따라서 다음과 같이 다시 정리가 가능합니다.

그래서 빨간색 박스 안에서처럼 식을 쓸 수 있는 것입니다.

한편, Ka2의 경우 다음과 같이 평형상수식을 쓸 수 있습니다.

아까 강산은 약산의 해리를 억제할 수 있다고 했죠.

평형계의 농도는 Ka1에 의해 지배되고, Ka2에 의해 다른 농도가 좌우되기 어렵다는 것입니다.

즉, Ka1에 의해서 결정된 H⁺와 HA⁻를 Ka2에서도 그대로 사용이 가능합니다.

아까 x = [H⁺] = [HA⁻]라고 했으니 그대로 Ka2에서도 적용해봅시다.

물론 근사를 적용했기 때문에 등호 대신에 almost equal(≒)을 쓰는 것입니다.

Answer

​ ​ 평형상수(K)는 화학반응에서 생성물과 원료물 간의 균형을 나타내는 상수로서, 주어진 화학반응식에 따라 계산됩니다. 일반적으로 반응물의 농도와 생성물의 농도를 이용하여 계산됩니다. ​ 반면, 농도가 A2-인 물질의 평형상수 K2는 해당 물질이 존재하는 농도를 나타내는데, 이는 해당 물질이 생성물로서 반응에 참여할 가능성을 의미합니다. 따라서 A2-의 농도와 K2는 서로 관련이 있습니다. ​ 만약 농도가 A2-인 물질이 생성물로서 반응에 참여한다면, 해당 물질의 생성물로서의 농도는 반응식과 평형농도 상수(K2)를 이용하여 예측할 수 있습니다. 이때, A2-의 농도와 K2는 같은 값이 될 것입니다. ​ 즉, 농도가 A2-인 물질의 평형상수 K2의 값은 해당 물질이 생성물로서 반응에 참여할 가능성을 나타내며, 이는 A2-의 농도와 관련이 있기 때문입니다. ​ ​ ​ ​

평형상수 구하기

[A2-] 농도가 왜 평형상수 k2의 값이랑 같은지 잘 모르겠습니다. 자세히 설명해주세욥~
(약품분석학에 나오는 내용입니다)