개념과 작동 원리
약산 HA는 물에서 일부만 해리해 H⁺와 A⁻를 만듭니다. 해리 평형 상수 Ka가 클수록 같은 조건에서 해리되는 경향이 큽니다.
같은 형식 농도에서 강산과 약산은 수소 이온 농도가 다릅니다. 약산을 묽히면 해리 비율이 커질 수 있어도 수소 이온 농도 자체는 작아질 수 있습니다.
관계식과 성립 조건
단양성자 약산에서 물의 자동 이온화를 무시하면 Ka=x²/(C−x)이며 x는 해리로 생긴 수소 이온 농도입니다. pH는 산의 이름보다 실제 H⁺ 농도에 연결됩니다.
x가 C보다 충분히 작을 때만 C−x를 C로 근사할 수 있습니다. 매우 묽은 용액이나 여러 단계로 해리하는 산에는 추가 평형을 고려해야 합니다.
가상 실험에서 읽을 변화
산의 세기는 해리 경향이고 농도는 단위 부피 속 산의 양이에요. pH = −log₁₀[H⁺], α = [H⁺]/C로 구분해요.
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.
핵심 관계와 기호
Ka = x²/(C−x) · x = 2KaC/(√(Ka²+4KaC)+Ka)
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| Ka | 산 해리 평형 상수 | 표준 상태 기준 |
| C, x | 산의 형식 농도·해리량 | mol/L |
예시로 확인하기
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.
자주 헷갈리는 점
- 약산이라는 말은 농도가 낮다는 뜻이 아닙니다.