[짧은 화학 - 화학2] 산염기평형을 공부할때 1편 - 이온화도
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오랜만입니다. 오늘은 진짜 짧아요!
그동안 글을 안 올린 이유는 오르비가 시스템 특성상 인덱스가 없어서 정리가 안되는 느낌이라,
그냥 안 쓰게 되었는데, 뭐 어차피 처음부터 대단한 목적을 갖고 쓴 글들은 아니니까, 너무 신경쓸 필요는 없더라구요.
가끔씩 주제 하나씩 던지는 느낌으로 쓰려구요. 그건 뭐 나중에 블로그 같은데다가 정리하면 되니까..
산염기평형을 공부할 때 고민이 많으실 겁니다.
제가 산염기평형 관련 글을 몇개 올리긴 했는데, 오늘은 문제 푸는 방법이라기보다는,
화2 초보분들이 처음 개념을 공부해서 문제를 적용하는 단계에서 겪을 수 있는 고민들에 대해 나누고자 합니다.
한번 개념을 보고 문제를 풀다가 개념이 흔들리는 경우가 있는데, 그 때 도움이 될겁니다.
1. 이온화도
: 본디 이온화도는 산염기를 연구하던 아레니우스에 의해 제시된 개념입니다.
산염기의 세기를 나타내는 개념으로 HA가 H+를 내놓는 능력을 이온화 정도로 나타내려고 했던 것입니다.
화2에서 처음 산염기평형을 공부하면 이온화도 α로 식을 표현하고 값을 구하는 연습을 할 겁니다.
그러면서 뭐 Ka=cα^2, H+=cα 이런 연습 많이 하실텐데요.
아래의 사실을 명심하셔야 합니다.
이온화도는 평형을 반영하지 않는다.
산염기의 해리 반응에서 역사적으로 평형을 반영한 개념은 브뢴스테드 로우리의 개념입니다.
공부를 한 분들은 아시겠지만, HA의 염이 가수분해되는 과정의 평형(A-의 염기 이온화 평형)이
브뢴스테드-로우리 염기의 정의를 반영하잖아요?
이온화도는 아레니우스가 제안한 개념이고, 그게 나중에 와서
Ka가 제안되면서 계산과정에서 이온화정도가 충분히 작은 경우 단순히 α와 초기농도 c에 대해 정리되기 때문에
우리가 계산할 때 사용하는 것이지,
절대 α 자체를 산염기의 세기를 파악하는 척도로 이해해서는 안됩니다.
(평형을 반영하지 않기 때문에 초기 농도가 작아지면 약산의 α는 매우 커집니다)
그래서, 초기 상태에서 약산의 α를 사용하여 Ka=cα^2, H+=cα 등의 계산을 할 수는 있겠지만
이는 어디까지나 수단적인 개념으로 이해하셔야 하고,
α를 산염기 계산의 만능틀로 생각하시면 절대절대 안됩니다.
다시 말씀드리지만 α는 평형을 표현하는 개념이 아니며,
초기 상황에서만 특수하게 평형식에 반영될 수 있는 개념입니다. 그것도 산의 세기가 충분히 약하다는 전제하에.
요약)
산염기평형에서 α는 Ka가 매우 작은 약산의 초기상태의 pH나 Ka를 구하는 과정에서 사용하는
극히 한정적인 계산에서 이용되며, 산염기평형을 반영하지 않는 개념이다.
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은근 많이 헷갈려 합니다.
저 케이스가 계산하기 편하고, 실제로 수능 자료에서도 꽤 많이 활용하는데,
그 '계산하기 쉽다'는 요소 때문에 무작정 α만 찾거나,
산염기평형을 α로 이해하려고 하는 경우가 꽤 많더라구요.
특히 혼자 공부하려면 할수록요.
그러게요 여러 근사 적용과정에서 흔들리면 되게 어렵죠
요즘 공부하면서 제일 헷갈리는 부분입니다 ㅠㅠ
겨우 헤스의 법칙까지 뚫고 있는데 말이죠
산염기 개념 칼럼 앞으로 몇편 준비중이니깐 한번 읽어보시면 도움 될겁니다. 그거 읽고나서 제가 전에 썼던 산염기 관련 2편으로 글 쓴거 읽으시면 좋을거예요 ㅎㅎ(지금 그 글 읽기에는 난이도가 좀 있을겁니다 ㅠㅠ)