당신은 pH 척도에 대해 들어 보았는데, 이는 용액 (예 :식초 또는 표백제)이 얼마나 산성인지를 측정하는 데 사용됩니다. 당신은 아마도 산을 타르트라고 생각할 것입니다 (예 :구연산은 신경 사탕의 일반적인 성분)이며 때로는 위험합니다 (대부분의 사람들은 할리우드 영화 나 끔찍한 뉴스 보고서에서만 성인에 도달하기 전에 "산성"이라는 단어를 "잠재적 피부 손상"과 연관시키는 법을 배웁니다.
).그러나 화학적으로 말하는 산은 무엇입니까? 그리고 해당 용액에 용해 된 산의 몰 농도를 아는 한, 용액의 pH를 더 쉽게 결정할 수있는 다른 산의 개별 특성이 있습니까? 그 "서명"특성을 산산 해리 상수라고합니다 k a. 때로는 비공식적으로 KA로 작성되면 수학적으로 간단한 방식으로 pH를 계산할 수 있습니다.
용액의 산
산은 수성 용액, 즉 물에 용해 될 때 이온화되기 위해 양성자 (순서대로 하나 이상의 양성자)를 기증 할 수있는 분자이다. 이것은 양성자 (h)가 물 분자들 사이에서 "플로트"에 맡겨져 있으며, 종종 히드로 늄 이온 로 표현된다. (h 3 o) 물이 기증 된 양성자를 받아들이는 능력 때문에. 남은 분자는 음이온입니다.
예 : 카본 산 (h 2 Co 3 ) 수용액에 양성자를 기증하여 H가되기 위해 (종종 H 3 로 표현됩니다. o) 및 중탄산염 (HCO <서브> 3 ).
염산 (HCL)과 같은 강산은 훨씬 더 많은 약산보다 양성자를 더 "간절히"기증합니다. 즉, 낮은 -Ph 환경에서도 양성자를 오프로드 할 수 있으며, 즉 이미 양성자가 풍부하여 그 자체가 더 많은 것을 취하기 위해 "열심"이 아닙니다. 약산은 주변 pH가 높을 때 양성자를 기증하기를 간절히 원합니다. 즉, 양성자 농도는 상대적으로 낮습니다.
pH 척도는 무엇입니까?
위에서, 당신은 낮은 pH가 부모의 산을 풀고 많은 양성자가있는 환경을 의미한다는 것을 읽습니다. 발생하는 경우, pH 척도는 실제 목적을 위해 1 내지 14 사이의 로그 또는 "로그"스케일이며, 대부분에서 가장 산성에서 가장 적은 산성입니다. pH에 대한 방정식은 다음과 같습니다.
ph =-log_ {10} [h^{+}]여기서, [H+]는 양성자의 몰 농도 (즉, 용액의 용액 당, 각도의 수 또는 개별 원자/분자)이다. 양성자 농도의 10 배 증가는 pH 다운 을 주도합니다. 하나의 정수 유닛과 반대로.
예 : 0.025m의 양성자 용액의 용액의 pH는 무엇입니까?
pH =-log 10 [0.025 mol/l] =1.602
산 이온화 상수 Ka
각각의 산은 다음과 같은 자체 이온화 상수를 갖는다 :
k_ {a} =\ dfrac {[a^{ -}] [h_ {3} o^{+}]} {[ha]}여기, [a], [h 3 O] 및 [HA]는 각각 이온화 된 산, 양성자 및 연합 (즉, "손상되지 않은) 산의 평형 농도를 나타낸다. k a 따라서 양성자를 오프로드하기위한 산의 "열정"의 척도를 제공하므로 강도입니다. 평형에서 산을보다 강력하게 분리할수록,이 방정식에서 분모와 관련하여 분자가 높을 수 있고 k a 가 높아집니다. .
PKA에서 pH 계산 :Henderson-Hasselbach 방정식
산의 PKA와 위의 농도, 기증 된 양성자의 농도가 제외 된 용액의 pH를 계산할 수 있습니다. 컴퓨팅 pk a k a 에서 pH와 동일한 작업을 수행하는 것을 의미합니다. , 그리고 당신의 대답이 있습니다.
도출은 관련되어 있지만 Henderson-Hasselbach 방정식 다음과 같은 방식으로 이러한 수량을 관련시킵니다.
ph =pka + log_ {10} \ dfrac {[a^{-}]} {[ha]}예 : k a 식초의 주요 성분 인 아세트산의 1.77 × 10입니다. 산의 1/10이 해리 된 용액의 pH는 무엇입니까?
해결하기 위해 먼저 pka를 결정하는데, 이는 단순히 -log 10 입니다 (1.77 × 10) =4.75. 그런 다음 [a] 대 [ha} =1/10 =0.1
의 비율을 사용하십시오.pH =4.75 + log 10 (0.1) =4.75 + (-1) =3.75
이것은 아세트산의 PKA보다 낮은 pH에서 절반 미만이 해리되거나 이온화 될 것임을 의미합니다. 더 높은 pH 값에서는 절반 이상이 이온화됩니다. 실제로, [a -] =[ha]를 설정하면 산의 PKA는 단순히 산의 절반이 해리되고 절반이 "손상되지 않는다"라는 것을 알 수 있습니다.
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