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평형상수와 용해도곱 상수의 결정
√ 화학평형 (Chemical Equilibrium)
가역반응에서 정반응의 속도와 역반응의 속도가 평형인 상태를 화학평형이라 한다. 생성물과 반응물이 일정한 비율로 존재하는 상태의 경우, 외부에서 관찰시, 반응이 정지된 것처럼 보인다. 이 것을 화학반응이 평형에 도달하였다고 한다. 이러한 현상이 나타나는 이유는 반응물이 생성물로 전환되는 속도와 생성물이 반응물로 전환되는 속도가 같기 때문이다. 따라서 평형상태는 정지된 것이 아니고 정반응과 역반응이 계속 진행되는 상태지만 두 반응의 속도가 같은 상태이다. 반응계가 일단 평형상태에 도달하면 외부 조건이 변화하지 않는 한 그 이상 변화하지 않는데, 외부 조건의 변화에 따른 평형의 이동은 르샤틀리에의 원리를 적용하여 예측할 수 있다. “평행상태에 있는 계에 압력을 가하면 평형은 이 압력을 감소시키는 방향으로 이동한다.”
- 1) 균일평형 ; 반응이 평형을 이루었을 때 반응에 관여된 모든 물질들이 같은 상(기체, 액체, 고체)이 되는 평형상태
- 2) 불균일평형 ; 반응이 평형을 이루었을 때 반응에 관여된 모든 물질들 중, 최소한 하나라도 상이 다른 상태 (ex ; 고체-액체 공존 -> 과포화상태)
√…(생략)
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기체의 분압에 의해서 변화한다. 그리고 용해도 이상으로 용질이 녹아있는 불안정한 상태를 과포화 용액이라고 한다.
용해도곱 상수(Solubility product, Ksp)란 고체염이 용액내에서 녹아 성분 이온으로 나뉘는 반응에 대한 평형상수를 말한다. 몰과 농도를 정확히 알고있는 NaOH용액에 고체 수산화칼슘을 넣어 과포화 시킨 후, 남은 Ca(OH)₂를 거른 용액을 HCl 표준용액으로 적정하여 용액에 포함된 Ca(OH)₂ [OH?]와 NaOH를 알 수 있고, Ksp를 구할 수 있다.
√ 공통이온효과와 흡광도와 비색법
약한 전해질의 이온화 평형도 외부조건에 따라 평형이 이동한다. 완충용액에서 약한산이 이온화하면 거기에 들어있는 약한산 염기가 이온화햐여, 약한산이 이온화하기 전의 평형상태로 돌아간다. 이와같이 같은 종류의 이온을 가하여 용액의 이온화 평형이 가해진 이온의 농도가 감소하는 방향으로 이동하여 새로운 평형상태가 되는 것을 공통이온효과라고 한다.
흡광도는 용액의 농고, 용액의 두께에 비례한다.
l(표준) X C (표준) = l′(평형) X C′(평형)
∴ C′(평형) = l(표준) X C(표준)
l′(평형)
비색법이란, 시료기체를 흡수액에 통과시켜 발색하면 그대로, 발색하지 않으면 발색시약을 가하여 비색정량을 하는 방법을 말한다.
목표 : 색깔을 비교하는 방법으로 착이온의 농도를 알아내어 착이온 생성 반응의 평형상수를 결정하고, Ca(OH)2 포화 용액에 공통이온 효과를 이용해서 용해도곱 상수를 결정한다.
원리:
반응물을 섞어서 적당한 조건을 만들어주면 생성물이 만들어지기 시작하고, 이런 반응은 시간이 지나면 더 이상 반응이 진행되지 않는 평형(equilibrium)에 도달하게 된다. 평형일 때 실제로는 반응이 진행되지 않는 것이 아니고, 생성물이 만들어지는
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