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화학 · 산·염기

산·염기 중화와 몰수 관계

중화에서는 산과 염기의 반응 몰수를 비교해야 합니다. 같은 부피를 섞었다는 사실만으로 중성이 되지는 않습니다.

관련 실험: 산·염기 중화 →
산·염기 중화
산·염기 중화 실험 장면 →

개념과 작동 원리

단순한 강산·강염기 수용액에서는 H⁺와 OH⁻가 반응해 물을 만듭니다. 반응에 직접 참여하지 않는 구경꾼 이온은 용액에 남습니다.

산이 제공하는 수소 이온과 염기가 제공하는 수산화 이온의 양이 맞으면 화학량론적 중화가 됩니다. 어느 쪽이 많은지에 따라 남는 이온과 액성이 달라집니다.

관계식과 성립 조건

반응 이온의 몰수는 농도×부피로 계산하고 산·염기 한 화학식이 제공하는 이온 수를 반영합니다. 0.1 mol/L HCl 10 mL에는 H⁺가 1 mmol 있습니다.

중화점에서 pH가 7인 것은 같은 온도의 강산·강염기 등 특정 조건입니다. 약산·약염기와 염의 가수분해가 있으면 당량점 pH가 달라질 수 있습니다.

가상 실험에서 읽을 변화

적은 쪽의 이온이 모두 반응하고 많은 쪽이 남아요. Na⁺·Cl⁻는 반응 전후 몰수가 같아요.

HCl·NaOH가 완전 해리하는 일가 강산·강염기 모형이에요. 정밀 pH·물의 자동 이온화·반응열은 다루지 않아요. BTB는 산성 노랑·중성 초록·염기성 파랑의 입문용 분류이며 실제 변색 구간은 생략해요. 점은 묶음 그림이고 실제 수는 표의 N=nNₐ로 표시해요.

핵심 관계와 기호

H⁺ + OH⁻ → H₂O · n = cV

공식에 쓰인 기호와 단위
기호뜻단위
n반응하는 이온의 양mol
c몰 농도mol/L
V용액 부피L

예시로 확인하기

중화점을 정하는 조건은 무엇인가요?

일가 강산·강염기에서는 c산V산 = c염기V염기일 때 H⁺와 OH⁻가 남지 않아요. Na⁺·Cl⁻는 구경꾼 이온으로 남아요.

자주 헷갈리는 점

  • 같은 부피의 산과 염기를 섞는 것만으로 이온 몰수가 같아지지는 않습니다.

이 개념을 실험으로 확인하기

참고 자료

OpenStax · Chemistry 2e (영어)