염의 산성 및 염기성

소개

• 주제: 염의 산성과 염기성
• 강사: Chad's Prep의 Chad
• 목표: 과학 학습을 단순화, 고등학교, 대학, MCAT, DAT 및 OAT 준비 코스 제공
• 이 수업은 학년도 동안 여러 수업이 배포되는 일반 화학 재생 목록의 일부입니다.

염의 정의

• 염은 이온성 화합물이며, 분자 화합물(산 및 염기)과 다릅니다.
• 강염기(Group 1과 Group 2 금속 수산화물)도 기술적으로 이온성 화합물입니다.

염의 분류

1. 산성 염: 물에 용해될 때 pH < 7
2. 염기성 염: 물에 용해될 때 pH > 7
3. 중성 염: 물에 용해될 때 pH ≈ 7

강산과 강염기의 중요성

• 염의 분류를 식별하려면 강산과 강염기의 암기가 중요합니다.

양이온과 음이온

루이스 정의

• 루이스 산: 전자 수용체(보통 양이온)
• 루이스 염기: 전자쌍 공여체(보통 음이온)

일반적인 경향

• 양이온: 주로 산성; 전자 수용체로 기대
• 음이온: 주로 염기성; 전자 공여체로 기대

음이온

• 미미한 염기:
  • 강산의 짝염기:
    • 염화물(Cl⁻), 브롬화물(Br⁻), 아이오드화물(I⁻), 질산염(NO₃⁻), 염소산염(ClO₃⁻), 퍼클로레이트(ClO₄⁻)
  • 물에서 pH에 영향을 미치지 않습니다.
• 특수 경우: 중황산염(HSO₄⁻)은 한 번 이온화 후 약산입니다.
• 일반 규칙: 음이온이 미미한 염기 중 하나가 아니라면, 보통 염기성입니다.

양이온

• 미미한 양이온:
  • Group 1 금속 (Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺)
  • Group 2 금속 (Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)
  • +1 전하를 가진 전이 금속
• 다른 양이온: 미미하지 않으면 보통 산성입니다.

루이스 산의 경향

• 더 많은 양전하 = 더 강한 산
• 더 작은 크기 = 더 강한 산, 가까운 전자 흡인

염의 유형 식별

• 양이온과 음이온이 모두 미미하면 염은 중성입니다.
• 양이온이 산성이며 음이온이 미미하면 염은 산성입니다.
• 양이온이 미미하며 음이온이 염기성이면 염은 염기성입니다.

이온 화합물의 예

1. 수산화 마그네슘: 강염기, 염기성 염
2. 나트륨 / 바륨 / 알루미늄 / 암모늄 염:
   • 나트륨(Na⁺): 미미하다
   • 바륨(Ba²⁺): 미미하다
   • 알루미늄(Al³⁺): 산성이다
   • 암모늄(NH₄⁺): 산성이다
3. 시아나이드: Kₐ 및 Kᵦ 값으로 분석

염 용액의 pH 계산

예제 계산

1. 0.1 M 플루오린화 나트륨 (NaF)

   • 나트륨: 미미한 양이온
   • 플루오린화물: 약염기(미미하지 않음)
   • 예상 pH: > 7
   • 사용: Kᵦ를 HF의 Kₐ (6.8 x 10⁻⁴)로부터 구하여 pH 계산

2. 0.1 M 염화 암모늄 (NH₄Cl)

   • 암모늄: 약산(미미하지 않음)
   • 염화물: 미미하다
   • 예상 pH: < 7
   • 암모니아의 Kᵦ(1.76 x 10⁻⁵)로부터 NH₄⁺에 대한 Kₐ 사용하여 pH 찾기

pH 계산 단계

• 염이 약산 또는 약염기를 형성하는지 결정
• 식별된 약산 또는 약염기에 기반한 적절한 방정식(Kₐ, Kᵦ) 사용

결론

• 염의 특성을 이해하는 것은 정확한 pH 계산에 필수적입니다.
• 향후 수업에서는 버퍼 및 적정에 대해 다룰 예정이며, 이는 pH 계산에 더 많은 도전 과제를 안겨줄 것입니다.

추가 자료

• 1200개 이상의 연습 문제 및 최종 시험 리뷰에 액세스할 수 있는 일반 화학 마스터 코스 이용 가능, 설명에 링크 포함.