- 이론 ※ 화학평형(chemical equilibrium): 가역반응에서 정반응의 속도와 역반응의 속도가 평형의 상태 ① 화학평형과 평형상수 → 화학평형 상태에서는 반응물이 생성물로, 또 생성물이 반응물로 변화하는 화학반응이 끊임없이 일어나지만 정반응과 역반응의 속도가 같고 반응물과 생성물의 농도가 시간에 따라 다르지 않다.→ 예 : 질소와 수소는 500℃에서 촉매에 의해 반응하여 암모니아를 만들고, 같은 조건하에서 암모니아는 역반응에 의해 질소와 수소로 분해된다.N₂+3H₂→2NHH반응 초기에는 정반응에 의해서 암모니아 생성이 우세하겠지만, 반응시간이 경과함에 따라 생성된 암모니아량이 증가해, 역반응의 속도가 점차 빨라져, 결국, 정반응과 역반응의 속도가 같아져, 외관상 아무런 변화도 일어나지 않게 된다.
→평형상수: 일정한 온도와 압력하에서 화학평형상태는 하나의 고유한 숫자로 나타낼 수 있는데 이를 평형상수(equilibrium constant, K)라고 한다.일반적인 평형상수식은 다음과 같다.aA + bB ccC + dD 반응식에서 → 반응계가 평형 상태에 도달하면 외부 조건이 변화하지 않는 한 더 이상 변화하지 않겠지만, 외부 조건의 변화에 따른 평형이동은 르샤트리에의 원리를 적용하여 예측할 수 있다.→화학평형에 영향을 주는 인자 ᅳ 일반반응물과 생성물의 농도: 평형상태에 있는 혼합물에 반응물이나 생성물 중 어느 하나의 농도를 높이거나 낮추면 평형상태가 무너지고, 다시 평형상태를 유지하기 위해 정반응 또는 역반응이 일어난다.圧力압력과 부피:액체와 고체는 실질적으로 압축되지 않기 때문에 압력의 변화는 수용액 중 화합물 농도에 영향을 주지 않지만 기체의 농도는 압력 변화에 의해 크게 영향을 받는다.온도 온도: 평형 상태에서 온도를 일정하게 유지하면 농도, 압력, 부피의 변화는 평형 상수치를 변화시키지 않는다. 그러나 온도가 증가하면 흡열반응이 유리하고 온도가 감소하면 발열반응이 유리하다. 온도는 평형위치에 미치는 영향 이외에도 평형반응의 정반응과 역반응의 속도에 큰 영향을 미쳐 평형에 도달하는 시간을 단축 또는 지연시킬 수 있다.触媒촉매 : 촉매는 평형 상수를 변화시키지 않는다. 평형에 미달된 반응혼합물에 촉매를 가하면 정반응과 역반응의 속도가 더 빨라져 평형혼합물을 빨리 얻을 수 있다.
② 르샤트리에 원리: 새로운 화학평형 상태는 주어진 변화(농도, 온도, 부피, 부분 압력 등의 변화)를 상쇄시키는 방향으로 결정된다.→ 온도의 영향 : N₂O(g)+heat ⇔ 2NO₂(g) 반응으로, N₂O と와 NO₂가 화학평형을 이루고 있는 용기에 열을 가하면 열을 소모하는 방향으로 화학반응이 일어나 새로운 평형상태에 이른다. 위의 반응식에 의하면, 열을 소모하는 반응은 NO₂를 더 많이 생성하는 반응으로, 새로운 평형 상태에서 NO₂의 비율이 높아질 것으로 보인다.→농도 영향: 화학평형 상태에 있는 모든 화학반응계는 반응물 또는 생성물의 농도가 변화하였을 때 그 농도변화를 상쇄시키는 방향으로 화학반응이 진행되어 새로운 화학평형 상태에 도달한다.→압력의 영향: 압력이 증가한다는 것은 일정한 공간내에 기체의 분자수(또는 mol수)가 증가한다는 의미이다. 따라서 압력이 증가하면 그 변화를 상쇄시키는 방향은 분자수가 감소하는 방향이다. 반대로 압력이 감소하는 변화가 일어나면 그 변화를 상쇄시키는 방향은 기체 분자 수가 증가하는 방향이다.
2. 시약 ※KSCN : 티오시안산의 칼륨 소금 ᅳᆫᆫ 별명 : Potassium sulfocyanate, Potassium isothiocyanate, Potassium thiocyanide, Potassium rhodanidC 알코올 CASNumber : 330-20개 등에도 rhodanidC 알코올 CASNum조해성(공기 중에 노출된 고체가 수분을 흡수하고 녹는 현상)을 갖는다.③3가 철 이온과 작용하여 물에 녹기 쉬운 적색의 사이오사이안산철 Fe(SCN) ᅳᆯ를 생성한다.구조 구조: 무색 조해성의 단사정계 결정
分子분자량 : 97.181g/molᅳ 비점 : 500℃(773K)녹 녹는점 : 173.2℃(446.3K)밀 밀도 : 1.886g/mL
※ Fe(NO: ) :: 철의 질산염※ 별명: Ferric nitrate, Nitric acid, iron(3+) saltum CAS Number: 10421-48-4 ᅳ일반적으로 특징 ① 조해성이 있다.② 물·알코올·아세톤 등에 녹아 질산에도 약간 녹는다.③ 분석용 시약, 의약품, 가죽무두질제, 매염제 등으로 이용됨 구조: 6수 화염과 9수 화염이 있으나 6수 화염은 무색, 사방결정계이며 9수 화염은 단사결정계이다.6 수화염에서 Fe3+는 팔면체 구성으로 6개의 물 분자와 배위 결합을 한다.
分子분자량 : 403.999g/molᅳ 비점 : 125℃(398K)(nonahydrate) 溶 녹는점 : 47.2℃(320.3K)(nonahydrate) 密度밀도 : 1.68g/mL(hexahydrate), 1.6429g/mL(nonahydrate)
※ NaOH: 가성소다C 다른 이름 : Caustic soda, Lye, Ascarite, White caustic, Sodium hydrat ※ CAS Number : 1310-73-2 탄산염 흡수하여 이산화탄소 생성 2개 일반 특징 ① 공기 중에서 수분 및 수분 흡수열은 매우 안정되며, 강열해도 물과 산화물로 분해되지 않는다.③수용액은 암모니아 염에 작용하여 암모니아를 유리하게 하고 또한 대부분의 금속염수 용액에서 수산화물을 침전시킨다. 주의할 점 ①강염기의 대표적인 물질로서 다른 물질을 잘 부식시키는 위험한 물질이다. 단백질도 가수분해되기 때문에 손으로 직접 만지는 것은 좋지 않다.② 수산화나트륨은 고체 결정 상태이므로 화학 반응 시 주로 물에 녹여 수용액을 만들어 사용하는데, 이때 많은 열을 발생시키므로 주의해야 한다.③ 만들어진 수용액을 산성용액과 반응시킬 때에도 많은 열이 발생하므로 약하게 만들어 사용한다.構造구조:결정은 특이한 이중층구조(2개의 원자면이 층상격자의 단위로 된 구조)로 Naü도 OHve도 5배 정도, 고온에서는 암염형 구조를 취한다.
分子분자량:39.9971g/molᅳ 비점:1388℃(1661K)1 녹는점:323℃(596K)96 밀도:2.13g/mL
※ Ca(OH)₂:칼슘의 수산화물 ᅳ일반적으로 별명: Slaked lime, Milk of lime, Calcium(II) hydroxide, Pickling lime, Portlandite, Calcium은 칼슘이 잘 녹지 않는 특성(II) hydroxide, Cickling lime, Portlandite, Calcum은 잘 녹지 않는 Calium은 Cortlandite, Calcium은 Calc.세번째,강한염기성을이용하여소석회,즉수산화칼슘이들어간비료를사용하여산성화된토양을중화시키는데사용하기도한다.構造구조①격자는 수산화카드뮴형 구조이다.②보통은 소량의 수분을 머금은 백색분말이지만 수용액에서 육방결정계의 판상결정을 얻을 수 있다.
분자 분자량: 74.093g/molᅳᆶ 비점: – ( 녹는점: 580℃(853K) 밀 밀도: 2.211g/mL, solid
※페놀프탈레인(Phenolphthalein):산·염기를 구별하는 지시약으로 사용되는 트라이페닐메틸계 색소 化学화학식: C₂HH12OOᅳᆫ 별명: 3-Bis(4-hydroxyphenyl)isobenzofuran-1(3H)-oneber무색에서 엷은 황색을 띠는 백색 결정으로 고온에서는 승화하는 성질이 있다. ③번에탄올에는잘녹고에테르에는잘녹지않으며물에는거의녹지않는다.구조①페놀프탈레인분자는14개의수소원자,20개의탄소원자,그리고4개의산소원자로구성되어총38개의원자로형성된다.② 페놀프탈레인 분자에는 총 41개의 화학 결합이 있으며, 이는 27개의 비수소 결합, 19개의 다중 결합, 2개의 단일 결합, 1개의 이중 결합, 18개의 방향족 결합, 1개의 5원의 자 고리, 3개의 9원 자 고리, 1개의 에스텔(방향족) 그리고 2개의 방향족 수산기로 구성되어 있다.
分子분자량: 318.328g/molᅳ 비점: – ( 녹는점: 258-263℃(531-536K)밀 밀도: 1.277g/mL
3. 문제: 우리 몸의 혈액은 외부 환경에 의해 pH가 갑자기 변하지 않도록 완충작용을 할 수 있다. 이 때 완충작용의 원리를 공통의 이온효과를 이용하여 설명해주시기 바랍니다.