화학 · 산·염기 / 원리와 탐구
산의 세기와 농도 실험 해설
진한 산과 강한 산은 서로 다른 뜻입니다. 산의 분석 농도와 해리 상수를 바꾸며 수소 이온 농도·pH·해리도를 비교해 보세요. 같은 농도에서 산의 세기가 다른 경우와 같은 산을 희석한 경우를 나누면 산의 세기와 농도를 구분할 수 있습니다.
어떤 원리인가요?
산의 세기는 해리 경향이고 농도는 단위 부피 속 산의 양이에요. pH = −log₁₀[H⁺], α = [H⁺]/C로 구분해요.
핵심 관계
Ka = x²/(C−x) · x = 2KaC/(√(Ka²+4KaC)+Ka)
이렇게 관찰해 보세요
- 강산과 약산을 고르고 농도·Ka를 바꾸어 실행해요. 강산에서 Ka 조절값은 계산에 사용하지 않아요. 입자는 산 100묶음의 비율을 나타내요.
- 0.100 mol/L에서 약산과 강산을 각각 실행·기록해요. 약산 Ka는 1.8×10⁻⁵로 맞춰요.
- 약산에서 농도만 0.010 mol/L로 낮춘 경우와 Ka만 9.0×10⁻⁵로 키운 경우를 기록해요.
결과를 읽는 기준
같은 약산을 희석할 때 pH와 해리도는 어떻게 변하나요?
같은 Ka에서 희석하면 [H⁺]는 줄어 pH가 커져요. 동시에 전체 산 중 해리한 비율 α는 커져요. Ka는 같은 온도에서 일정해요.
모형의 범위와 한계
25℃ 일양성자산의 이상적인 농도 평형이에요. 약산은 x²+Kax−KaC=0의 정확해를 써요. 활동도·다양성자산은 제외해요. 물의 자동 이온화는 [H⁺] ≥ 10⁻⁶ mol/L (10⁻⁷보다 충분히 큼)에서만 무시해요. 입력 범위 전체가 이 조건을 만족해요. Ka=1.8×10⁻⁵는 아세트산 예시값이에요. 입자 비율은 100묶음으로 반올림해요.