[산&염기 평형] 약산과 약염기 해리 & 이온화 백분율 공식 (Percent ionization)

강산과 강염기는 거진 100% 가까이 이온화된다고 봐도 무방하기 때문에 사실 농도계산에 큰 어려움은 없었습니다. 중요한 것은 약산과 약염기입니다. 얘네가 나오는 순간부터 이제 고려해야할 상황이 조금 많아집니다. 그렇기에 연고대 편입화학시험에서도 약산과 약염기에 관한 문제가 주로 출제되곤 합니다. 

 

문제 하나 풀어봅시다.

화학식이 복잡해보이지만 친절하게도 산성 수소가 하나라고 알려주었습니다. 그러면 다음과 같이 설정하면 됩니다.

여백의 미	락트산	H+	락트산 이온
초기	0.10M	0	0
반응 중	-x	+x	+x
평형	0.1-x	x	x

세팅은 이정도로 하고, 이제 주어진 락트산의 pH농도를 이용하여 문제를 풉시다. 

이렇게 나왔는데 그냥 x에다 따닥 대입하면 끝아닙니까? 아닙니다. 우리는 지금 한가지를 약속하고자 해요

만약 초기 농도의 5% 미만의 x값이 나온다면 근사식을 사용해도 좋다.

 

아, 이게 뭐냐구요? 보시면 우리가 구한 x값은 3.63*10^-3입니다. 근데 초기농도 0.1에다가 0.05를 곱하면 5*10^-3

으로 초기농도의 5%값은 x값보다 큽니다. 따라서 근사식을 사용해도 좋다~ 이 말이죠. 그럼 아래를 봅시다.

이렇게 풀어도 무방하다 이겁니다. 그러면 우리는 x를 이미 알고 있으니 대입해서 해리상수 Ka값을 구하면

1.32*10^-4 라는 값이 나옵니다.

 

어렵지 않죠? 사실 지금하는 것들은 바로 뒷단원인 수용액 평형을 위한 초석에 불과합니다.

 

마지막으로 이온화 백분율 공식만 적고 끝내겠습니다. 이온화란게 뭔가요? 물질이 해리되면 각각 산과 염기로 이온화되죠? 똑같아요. 우리가 화학평형상수 값을 구할 때 쓰던 공식이 이온화 공식입니다. 이제 거기에 100(%)만 곱해주면 그게 이온화 백분율 공식이 되는겁니다. 이온화가 높다는 것은? 강산이거나 강염기라는 의미가 되겠죠!