22. 평형상수와 용해도곱 상수의 결정

소개글

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목차

1.실험제목

2.실험날짜

3.분석

4.이론

5.기구 및 시약

6.실험방법

7.실험결과
(실험값 결과처리)

8.고찰

본문내용

4.이론

이 실험에서 핵심개념은 평형상수와 용해도곱 상수이고, 관련개념은 공통이온 효과와 착이온이다. 먼저 평형상수란, A와 B가 반응하여 C와 D를 생성하는 가역적 반응에 대한 화학 반응식은 다음과 같다.

(단, a~d는 반응물 A, B와 생성물 C, D의 계수이다.)

일정한 온도에서 시간이 충분히 흐르면 반응물이나 생성물의 초기농도에 관계없이 더 이상 겉보기 농도에 변화가 없는 상태에 이르게 되는데 이를 평형상태라 한다. 이러한 평형상태에서 반응물과 생성물의 농도비를 나타내는 다음 식의 값은 일정하며, 이 값을 평형상수라 한다. 이를 질량작용의 법칙(law of mass action)이라 하며 1864년 노르웨이의 굴트베르크(C. M. Gouldberg)와 보게(P. Waage)에 의해 제안되었다. [A], [B], [C], [D]는 A, B, C, D의 평형에서의 몰농도이다.(더 정확하게는 몰농도 대신 활동도를 사용하여야 한다.) 기체의 경우는 기압단위의 압력을 사용한다. KC와 KP를 실험평형상수라 하며 계수에 따라 단위가 다르다. 표준상태의 농도에 대한 비로 나타낸 값을 열역학적 평형상수 K라 한다. 열역학적 평형상수는 상대적인 값이므로 단위가 없다. 열역학적 평형상수에서 농도 항은 수용액의 경우 몰 농도로 나타낸 숫자를, 순수한 고체나 액체 및 용매의 경우 1로 나타낸다. 실험에서
Fe3+(aq) + SCN-(aq) <-> FeSCN2+(aq)
이므로 k= [FeSCN2+]/[Fe3+][SCN-]가 된다.
또 용해도곱 상수란, 용해도보다 더 많은 양의 고체 물질을 물에 넣어주면, 일부는 물에 녹고 나머지는 고체로 남아 있게 된다. 이런 경우의 평형상수는 물 속에 녹아 있는 이온의 농도만으로 표현되는 용해도곱 상수(Ksp, sp: solubility product)로 나타낼 수 있다.
과량의 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 물에 넣어 포화 용액을 만들면 용액 속에서 다음과 같은 평형이 이루어진다.

참고 자료

일반화학및실험