다양성자산과 염기

1. 다양성자산과 염기
13045 박현민
1

2. INTRO
2

3. 다양성자산과 염기
한 개보다 많은 양성자를 제공할 수 있는
/ 받아들일 수 있는 화합물
3

4. 다양성자산과 염기 (Cont.)
H2SO4
H3PO4
H2CO3
CO3
2-
SO3
2-
PO4
2-
4

5. 다양성자산과 염기 (Cont.)
H2SO4
H3PO4
H2CO3
CO3
2-
SO3
2-
PO4
2-
5

6. 탄산
H2CO3 ↔ HCO3
- ↔ CO3
2-
6

7. 인산
H3PO4 ↔ H2PO4
- ↔ HPO4
2- ↔ PO4
3-
7

8. 다양성자산 용액의 pH
11.14
8

9. 다양성자산의 산도 상수
표 11.10 다양성자산의 산도 상수
산 Ka1 pKa1 Ka2 pKa2 Ka3 pKa3
황산, H2SO4 강산 1.2×10-2 1.92
옥살산, (COOH)2 5.9×10-2 1.23 6.5×10-5 4.19
아황산, H2SO4 1.5×10-2 1.81 1.2×10-7 6.91
아인산, H3PO3 1.0×10-2 2.00 2.6×10-7 6.59
인산, H3PO4 7.6×10-3 2.12 6.2×10-8 7.21 2.1×10-13 12.68
타타르산, C2H3O2(COOH)2 6.0×10-4 3.22 1.5×10-5 4.82
탄산, H2CO3 4.3×10-7 6.37 5.6×10-11 10.25
황화수소산, H2S 1.3×10-7 6.89 7.1×10-15 14.15
Ka1≫Ka2≫Ka3≫…
9

10. 황산
H2SO4 → HSO4
- ↔ SO4
2-
10

11. 탄산
H2CO3 ↔ HCO3
- ↔ CO3
2-
11

12. 인산
H3PO4 ↔ H2PO4
- ↔ HPO4
2- ↔ PO4
3-
12

13. 11.14 정리
13
약한 다양성자산의 pH를 예측할 때는 첫 번째 양성
자이탈에 대한 평형만 고려하고, 그 다음에 일어나
는 양성자이탈은 의미가 없다고 가정한다. 다양성
자산 중 황산은 예외적으로 첫 번째 양성자이탈이
완전하게 일어나는 강산이다.

14. 다양성자산의 염 용액
11.15
14

15. 물에서의 황화 수소 이온
15
HS-(aq) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + S2-(aq)
Ka2 = 7.1×10-15 pKa2 = 14.15
HS-(aq) + H2O(l) ↔ H2S (aq) + OH-(aq)
Kb2 = Kw / Ka1 = 7.7×10-8 pKb2 = 7.11

16. 윤남아 고맙다
16
pH = ½(pKa1 + pKa2)

17. 11.15 정리
17
양쪽성양성자성 염 수용액의 pH는 그 염의 pKa와
짝산의 pKa의 평균값과 같다. 다양성자산의 마지막
짝염기를 포함하는 염의 수용액에 대해서는 음이온
과 물의 반응으로부터 pH를 구한다.

18. 용질의 농도
11.16
18

19. 11.93
19
0.0456M H2CO3(aq) 용액에 존재하는 H2CO3, HCO3
-, CO3
2-, H3O+, OH-의
농도를 계산하시오.
답 [H2CO3] = 0.0455M, [HCO3
-] = 1.4×10-4M, [CO3
2-] = 5.6×10-11M, [H3O+] = 1.4×10-4M,
[OH-] = 7.1×10-11M

20. 11.95
20
0.0456M Na2CO3(aq) 용액에 존재하는 H2CO3, HCO3
-, CO3
2-, H3O+, OH-의
농도를 계산하시오.
답 [H2CO3] = 2.3×10-8M, [HCO3
-] = 0.0028M, [CO3
2-] = 0.0428M, [H3O+] = 3.6×10-12M,
[OH-] = 0.0028M

21. 11.16 정리
21
다양성자산의 용액에 존재하는 화학종의 농도를 계
산할 때, 소량으로 존재하는 화학종은 많은 양으로
존재하는 화학종의 농도에 영향을 미치지 않는다고
가정한다.

22. 조성과 pH
11.17
22

23. 탄산
23

24. 인산
24

25. 11.17 정리
25
그림 11.21과 11.22에 요약되어 있듯이 pH가 증가
하면 양성자가 이탈된 화학종의 비율이 증가한다.

26. 다양성자산 적정의 화학량론
12.7
26

27. H3PO4 ← NaOH
27

28. H3PO4 ← NaOH (A)
28
H3PO4 : H2PO4
- = 1:1
pH = pKa1 = 2.12

29. H3PO4 ← NaOH (B)
29
[H3PO4]0는 충분히 크다고 가정
pH = ½(pKa1 + pKa2) = 4.67

30. H3PO4 ← NaOH (C)
30
H2PO4
- : HPO4
2- = 1:1
pH = pKa2 = 7.21

31. H3PO4 ← NaOH (D)
31
[H2PO4
-]0는 충분히 크다고 가정
pH = ½(pKa2 + pKa3) = 9.95

32. H3PO4 ← NaOH (E)
32
HPO4
2- : PO4
3- = 1:1
pH = pKa3 = 12.68

33. H3PO4 ← NaOH (F)
33
PO4
3-를 염기로 생각
pH = 14 – pOH (pOH = 𝐶𝐾𝑏)

34. H3PO4 ← NaOH (?)
34
이런 점들은?
pH = ???

35. H2C2O4 ← NaOH
35

36. 12.49
36
아인산 H3PO3 0.122g을 물에 녹여 50.0mL 용액으로 만들었다. (a) 이 용액
의 pH를 추정하시오. (b) 0.175M NaOH(aq) 5.00mL을 이 아인산 용액에 첨
가하면 pH가 얼마일지 어림하시오. (c) (b)의 용액에 NaOH(aq) 5.00mL를
더 첨가하면 pH가 얼마일지 추정하시오.
답 (a) 1.89 (b) 2.42 (c) 5.91

37. 12.51
37
0.275M Na2HPO4(aq) 50.0mL에 다음의 용액을 첨가하면 pH가 얼마가 될
지 추정하시오. (a) 0.275M HCl(aq) 50.0mL; (b) 0.275M HCl(aq) 75.0mL;
(c) 0.275M HCl(aq) 25.0mL
답 (a) 4.66 (b) 2.80 (c) 7.21

38. 12.7 정리
38
다양성자산의 적정에서는 각 산성 수소 원자의 이
탈에 해당하는 화학량론점이 존재한다. 적정 중의
다양성자산 용액의 pH는 용액 중의 주요 화학종과
이 화학종의 양성자 이동 평형을 고려하여 예측한
다.

39. 감사합니다
39