Zumdahls Chemistry 10th-10(일반화학ppt)

1. Calculating the pH of Weak Acid Solutions

약산 용액의 pH 계산은 화학에서 중요한 주제이다. pH는 용액의 산성을 나타내는 척도이며, 수소 이온 농도의 로그 음의 값을 통해 계산된다. 약산은 완전하게 이온화되지 않고 부분적으로만 해리되어, 용액 내에서 상평형을 이룬다. 이러한 이유로 약산의 pH를 계산하기 위해서는 해리 상수와 화학적 평형을 고려해야 한다. 일반적으로 약산 HA의 해리 반응은 다음과 같이 표현된다. HA가 물과 반응하여 H⁺ 이온과 A⁻ 음이온을 형성하는 반응이다. 이때 약산의 해리 정도를 정량적으로 나타내는 해리 상수 Ka의 값이 필요하다. Ka 값은 약산의 강도를 나타내며, 클수록 산의 해리도가 높아지므로 pH가 낮아진다. 약산의 pH를 계산하기 위해서는 먼저 용액에서의 수소 이온 농도를 알아야 한다. HA의 초기 농도가 [HA]₀일 때, 평형 상태에서의 농도 변화는 다음과 같다. HA는 x 만큼 해리되어 [HA] = [HA]₀ - x, [H⁺] = x, [A⁻] = x의 농도가 된다. 평형 상태에서의 해리 상수는 다음과 같이 표현된다. Ka = \(\frac{[H⁺][A⁻]}{[HA]}\) 위의 식에 대입하면 Ka = \(\frac{x^…(생략)