<p>------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)<br><br>1. 답변 달아주신 분께 감사의 댓글은 필수!<br><br>2. 모두 볼 수 있도록 비밀댓글은 금지!<br><br>3. 답변을 받은 후 질문글 삭제하지 않기!<br><br>4. 질문 전에 검색해보기! 질문은 구체적으로!<br><br>------♡ 서로 배려하는 물화생지 ♡------ (지우지 마세용)<br></p><div class="figure-img" data-ke-type="image" data-ke-style="alignCenter" data-ke-mobilestyle="widthOrigin"><img src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/3E5/4bf5cc6bc4294b80946916305b79089f7db32151" class="txc-image" data-img-src="https://t1.daumcdn.net/cafeattach/3E5/4bf5cc6bc4294b80946916305b79089f7db32151" data-origin-width="774" data-origin-height="1341"></div><p style="text-align: left;">2011기출문제와 2024 기출문제입니다 <br>2011기출문제 풀때 질량균형식으로 풀면 답이 틀리게 나오는데 왜그런지 모르겠습니다. 물화생지 카페에 찾아보니 바로 분율조성식을 썼던데 질량균형식은 여기서 성립하지 않는건가요? 기출문제를 살펴보면 난용성염일때 질량균형식을 사용하여 농도나 용해도를 구했던데 2011 기출의 경우는 모두 수용액입니다 ㅠㅠ..<br>비슷하게 2024 문제도 질량균형식으로 다가가 문제를 풀어봤는데 틀렸더라구요 ㅠㅠ 여기서도 난용성염은 존재하지 않네요 ..<br><br>결론은 어떤 경우에 질량균형식이 성립하는지 궁금하며 제가 가진 잘못된 개념이 뭔가요 ㅠㅠ? <br><br></p>
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질량균형식은 화학 평형 문제를 풀 때 매우 중요한 도구입니다. 그러나, 특정 상황에서는 질량균형식만으로는 정확한 결과를 얻을 수 없는 경우가 있습니다.
2011년 기출 문제에 대한 설명 2011년 문제의 경우, 질량균형식만을 사용해 문제를 풀면 오답이 나올 수 있는 이유는 복합 이온 형성때문입니다. 문제에서 MX₂의 평형 반응이 주어져 있는데, 이 경우 복합 이온이 존재하며, 이 복합 이온들 사이의 평형을 고려해야 합니다.
질량균형식은 전체 시스템 내의 모든 종의 총량을 보존하는 식으로, 보통 모든 종의 농도 합이 일정한 값을 가지도록 작성됩니다. 하지만 복합 이온이 여러 개 형성될 때에는 이온들 간의 상호작용을 고려해야 하며, 각 이온의 분율을 계산하는 분율 조성식이 더 적절합니다.
이 문제에서는 MX₂가 이온화되면서 M²⁺와 X⁻ 이온이 여러 가지 평형 상태에 있게 되고, 이때 단순히 질량균형만을 생각하면 이 평형 상태들을 정확하게 반영하지 못하게 됩니다.
2024년 기출 문제에 대한 설명 2024년 문제는 양쪽성 물질(양쪽이온, amphiprotic)의 해리 평형에 관한 문제로, HA의 해리와 관련된 여러 평형상수(Kₐ₁, Kₐ₂, K_b₁, K_w)가 제시되어 있습니다. 이 문제에서 질량균형식만을 사용하면 각 종들의 평형 농도를 정확하게 계산하기 어렵습니다. 이유는 양쪽성 물질이 여러 개의 평형을 동시에 가지며, 이러한 평형은 각각의 해리 상수와 관련되어 있기 때문입니다.
이 경우에는 각 해리 단계에서 생성되는 이온의 분율을 고려하는 분율 조성식이 필요합니다. 분율 조성식은 여러 평형 상수와 이온의 농도 사이의 관계를 정확하게 반영하며, 이를 통해 H₃O⁺ 농도 등을 정확히 계산할 수 있습니다.
결론 결론적으로, 두 기출 문제 모두 복합 이온이나 양쪽성 물질의 존재로 인해 단순한 질량균형식을 적용하기 어려운 경우입니다. 복잡한 평형 상태에서는 질량균형식 외에 분율 조성식, 평형 상수 관계식을 함께 사용하는 것이 중요합니다. 이러한 이유로 질량균형식만을 사용해 문제를 풀었을 때 오답이 나왔을 가능성이 큽니다.
질량 균형식은 용질에서 녹아나온 양이온과 음이온의 계수가 화학양론계수에 따른다는 것을 기준으로 쓴 식이라는 점을 상기하면 왜 안 되는지 쉽게 알 수 있습니다.
첫번째는 조건에서 [X-]를 1.0M로 일정하게 유지한다는 말로부터 질량균형식이 성립할 수 없단 것을 알 수 있습니다. 조금 생각해본다면, 분석 초기 농도가 0.10M인데 [X-]가 1.0M이 되는게 불가능하죠. (1:2로 전부 해리되더라도 0.2M이 최대니까) 즉, 애초에 [X-]가 과량인 상황에서 MX2를 녹인 상황과 유사합니다. 질량균형식은 '물에다가 MX2를 녹였을때' MX2로부터 녹아나온 물질에 관한 농도식을 쓰는건데, 애초부터 용액에 이미 존재하던 [X-]가 있으니 질량균형식이 당연히 성립을 안하겠죠!
두번째도 마찬가지예요. 두번째식은 산염기 평형이 관여하는 상황인데, 식에 Kw가 있다는 거 자체가 '물에서 나온 양성자와 수산화이온까지 엄밀히 고려해서 푸세요'라는 뜻이죠. 즉 용질인 HA에서 발현된 H+와 A- 뿐만 아니라 물에서 나온 H+와 OH-도 있으니, 용질의 해리만을 고려하는 질량균형식에 대입하면 이상한 결과가 나오게 됩니다.
첫댓글 질문에 답변드리겠습니다.
질량균형식은 화학 평형 문제를 풀 때 매우 중요한 도구입니다. 그러나, 특정 상황에서는 질량균형식만으로는 정확한 결과를 얻을 수 없는 경우가 있습니다.
2011년 기출 문제에 대한 설명
2011년 문제의 경우, 질량균형식만을 사용해 문제를 풀면 오답이 나올 수 있는 이유는
복합 이온 형성때문입니다. 문제에서 MX₂의 평형 반응이 주어져 있는데, 이 경우 복합 이온이 존재하며, 이 복합 이온들 사이의 평형을 고려해야 합니다.
질량균형식은 전체 시스템 내의 모든 종의 총량을 보존하는 식으로, 보통 모든 종의 농도 합이 일정한 값을 가지도록 작성됩니다. 하지만 복합 이온이 여러 개 형성될 때에는 이온들 간의 상호작용을 고려해야 하며, 각 이온의 분율을 계산하는 분율 조성식이 더 적절합니다.
이 문제에서는 MX₂가 이온화되면서 M²⁺와 X⁻ 이온이 여러 가지 평형 상태에 있게 되고, 이때 단순히 질량균형만을 생각하면 이 평형 상태들을 정확하게 반영하지 못하게 됩니다.
2024년 기출 문제에 대한 설명
2024년 문제는 양쪽성 물질(양쪽이온, amphiprotic)의 해리 평형에 관한 문제로, HA의 해리와 관련된 여러 평형상수(Kₐ₁, Kₐ₂, K_b₁, K_w)가 제시되어 있습니다. 이 문제에서 질량균형식만을 사용하면 각 종들의 평형 농도를 정확하게 계산하기 어렵습니다. 이유는 양쪽성 물질이 여러 개의 평형을 동시에 가지며, 이러한 평형은 각각의 해리 상수와 관련되어 있기 때문입니다.
이 경우에는 각 해리 단계에서 생성되는 이온의 분율을 고려하는 분율 조성식이 필요합니다. 분율 조성식은 여러 평형 상수와 이온의 농도 사이의 관계를 정확하게 반영하며, 이를 통해 H₃O⁺ 농도 등을 정확히 계산할 수 있습니다.
결론
결론적으로, 두 기출 문제 모두 복합 이온이나 양쪽성 물질의 존재로 인해 단순한 질량균형식을 적용하기 어려운 경우입니다. 복잡한 평형 상태에서는 질량균형식 외에 분율 조성식, 평형 상수 관계식을 함께 사용하는 것이 중요합니다. 이러한 이유로 질량균형식만을 사용해 문제를 풀었을 때 오답이 나왔을 가능성이 큽니다.
이해하기 어려운 부분이 있거나 추가 질문이 있으면 언제든지 말씀해주세요!
와! 감사합니다. 답글 읽어보고 찬찬히 생각해볼께요~~
질량 균형식은 용질에서 녹아나온 양이온과 음이온의 계수가 화학양론계수에 따른다는 것을 기준으로 쓴 식이라는 점을 상기하면 왜 안 되는지 쉽게 알 수 있습니다.
첫번째는 조건에서 [X-]를 1.0M로 일정하게 유지한다는 말로부터 질량균형식이 성립할 수 없단 것을 알 수 있습니다.
조금 생각해본다면, 분석 초기 농도가 0.10M인데 [X-]가 1.0M이 되는게 불가능하죠. (1:2로 전부 해리되더라도 0.2M이 최대니까)
즉, 애초에 [X-]가 과량인 상황에서 MX2를 녹인 상황과 유사합니다.
질량균형식은 '물에다가 MX2를 녹였을때' MX2로부터 녹아나온 물질에 관한 농도식을 쓰는건데, 애초부터 용액에 이미 존재하던 [X-]가 있으니 질량균형식이 당연히 성립을 안하겠죠!
두번째도 마찬가지예요.
두번째식은 산염기 평형이 관여하는 상황인데,
식에 Kw가 있다는 거 자체가 '물에서 나온 양성자와 수산화이온까지 엄밀히 고려해서 푸세요'라는 뜻이죠.
즉 용질인 HA에서 발현된 H+와 A- 뿐만 아니라 물에서 나온 H+와 OH-도 있으니, 용질의 해리만을 고려하는 질량균형식에 대입하면 이상한 결과가 나오게 됩니다.
좋은 설명 감사합니다~