수소 이온 농도는 주어진 용액이 얼마나 산성 또는 기본인지 알려줍니다. 더 많은 수소 이온? 더 산성. 수소 이온이 적습니까? 더 기본. 아주 간단합니까? 수소 이온 농도를 정의하고 계산하는 방법을 살펴 보겠습니다. 먼저, 수소 이온과 수산화물 이온을 물에 어떻게 얻는 지 볼 수 있습니다.
물의 자기 이온화
물은 자체 이온화 :
자유 수소 이온이 실제로 용액에 존재하지 않기 때문에 이것은 단순화입니다. 이것이 실제로 보이는 것입니다 :
수소 결합을 통해, 수소 이온은 물 분자와 관련하여 H 3 를 생성합니다. O, 또는 Hydronium . 따라서 수소 이온 농도를 계산하면 하이드로 늄 이온 농도를 계산합니다.
물의 경우 물 이온 제품 또는 k w h 또는 h 3 의 농도를 알려줍니다 O 및 OH 또는 수산화 이온의 농도.
섭씨 25도에서 실험적으로 결정된 k w 1.0 x 10 m입니다.
해리에 대한 지식을 어떻게 사용할 수 있는지 살펴 보겠습니다. 강산 또는 염기의 수소 이온 농도를 계산합니다.
강산의 어금니에서 수소 이온 농도를 계산한다
강산은 존재하는 수산화물 이온에 대한 수소 이온 농도를 증가시킨다.
예는 hcl :
입니다HCl은 강산이기 때문에 물에 완전히 분리됩니다. 따라서 1.5m HCl 솔루션이 있다고 가정 해 봅시다. 수소 이온 농도는 무엇입니까?
글쎄, 이것은 매우 간단하고 수학도 필요하지 않습니다! 산은 완전히 해리되기 때문에 수소 이온 농도는 용액의 몰라도와 동일하다. 이 경우 수소 이온의 농도 또는 [H]는 1.5m입니다.
반면에 강한 염기는 수소 이온보다 수산화 이온이 더 많다. NAOH의 0.1m 솔루션이 있다고 가정 해 봅시다. 이 경우 H의 농도는 얼마입니까? 이제 k w 에 대한 지식을 사용해야합니다. .
당신은이 강한 염기가 완전히 분리되기 때문에, 수산화물 또는 OH- 농도는 용액의 몰비와 동일하다는 것을 알고있다. [OH-] =0.1 m.
그래서
[h+]에 대한 해결 :
이것은 의미가 있습니다! 기본적인 솔루션이므로 수소 이온보다 수산화물 이온이 더 많습니다.
pH에서 수소 이온 농도를 계산한다
이제 수소 이온 농도를 논의하기 위해 항상 과학적 표기법을 다루는 것은 약간 번거 롭습니다. 대신, 과학자들은 pH 척도를 사용합니다.
다음은 pH :
의 정의입니다pH는 수소 농도의 음성 로그이다. 문자 P는 문자 그대로 음성 로그를 의미합니다.
따라서 pH 값 5.5가 주어지면 수소 이온 농도를 찾을 수 있습니다.
부정적인 사람으로 다이빙을하고 역 통나무를 취하는 것은 다음과 같습니다.
해결, 당신은 얻을 수 있습니다 :
pH =5.5를 갖는 용액의 수소 이온 농도는 3.2*10m이다. 참조, 이것이 PH에 대해 이야기하는 것이 답을 위해 얻은 전체 긴 숫자보다 훨씬 쉬운 이유입니다! 5.5의 pH는 산도에 대해 알려주고 필요한 경우 몰비를 계산할 수 있습니다.
PKA 값은 무엇을 의미합니까?
강산의 수소 이온의 농도를 계산하는 동안 용액에 완전히 분리되기 때문에 충분히 쉽습니다. 약산에서 수소 이온의 농도를 계산하는 것은 조금 까다 롭습니다. 이 산은 물에서 완전히 이온화되지 않습니다. 각 산은 수용액에서 수소 이온을 잃는 경향이있다. 더 강한 산은 약산보다 수소 이온을 잃을 가능성이 더 높습니다.
이온화 반응에 대한 평형 상수는 산산 해리 상수라고 부릅니다 (k a ). 더 강한 산은 더 높은 k a 를 갖는다 약한 산은 더 낮은 k a 를 갖는다 . 이제 수소 이온 농도와 마찬가지로 H 대신 pH로 전환 한 과학자들은 PK a 를 사용합니다. 산이 얼마나 강하거나 약한지를 나타냅니다. 양성자를 잃는 경향이 높으면 산이 더 강하므로 pk a 더 작습니다.
팁
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A PKA 값이 높을수록 산이 약한 경우; PKA 값이 낮을수록 산이 강해집니다.
