4장 연습문제 ㅋㅋ

ㅋㅋㅋ 이것도..ㅋㅋ   ~ ~ ~ 시작 ~   4.1 Bronsted와 Lowry의 산 염기설을 설명하라.  - H+(양성자, Proton)을 기준으로 산과 염기를 설명한 설입니다. H+를 잃으면 염기, 얻으면 산이라는 설입니다.   4.2 Lewis의 산 염기설을 설명하라.  - 전자쌍을 기준으로 산과 염기를 설명한 설입니다. 전자쌍을 준다면 염기, 받는다면 산이 됩니다. - 38페이지에 더 자세한 설명이 나와있으니 참고하시길 바랍니다. -   4.3 물 속에서 가장 강한 산은 무엇인지 말하라.  - H3O+입니다. 수평화 효과 떄문인데요, 고유의 세기가 H3O+보다 센 산이라고 할지라도 수용액 상태에서는 물에게 H+를 내주어 H3O+를 만들기 때문에 결과적으로 H3O+와 같은 세기를 가지게 됩니다.   4.4 25℃에서 0.05M LiBr 수용액 중의 H+ 농도와 pH를 활동도를 이용하여 정확하게 계산하라.  - 이온 세기를 먼저 구해봅시다. Li은 1가 양이온, Br은 1가 음이온이므로, Li+ : 0.05 * 1^2 = 0.05 Br- : 0.05 * 1^2 = 0.05 합 : 0.1, u = 0.05  Kw = [H+]γH+ * [OH-]γOH- = 1.0 * 10^-14, [H+] = [OH-] = x.  γH+ = 0.86, γOH- = 0.81 (32페이지 표 3-3)  ∵ 1.0 * 10^-14 = x^2 * (0.86)(0.81)      x = [H+] = 1.198 * 10^-7. A(H+) = 0.86 * 1.198 * 10^-7 = 1.03028 * 10^-7   pH = -logA(H+) = 7 - log(1.03028) = 6.987044730703139703339261488221... = 6.99   4.5 일반적인 강산과 강염기를 여섯 가지 이상 예를 들어라.  - 강산 : HCl(염산), H2SO4(황산), HNO3(질산), HI(아이오딘화 수소), HBr(브롬화 수소), HClO3(염소산)  - 강염기 : LiOH(수산화 리튬), NaOH(수산화 나트륨), KOH(수산화 칼륨), Ca(OH)2(수산화 칼슘)               Ba(OH)2(수산화 바륨), Sr(OH)2(수산화 스트론튬)   4.6 다음 물질의 수용액은 산성, 중성 또는 염기성 중 어디에 해당하는지를 말하라.  (1) NaCl       (2) CH3COONa         (3) NH4Cl            (4) (CH3)4NCl    - (1) 아시다시피 중성입니다.     (2) 물에 녹아서 CH3COO- 와 Na+로 나뉘는데요, CH3COO-가 강한 염기로 H+를 끌어들이므로 염기성입니다.     (3) 물에 녹아 NH4+와 Cl-로 나뉘는데요, NH4+가 OH-와 결합하여 NH4OH형태로 존재하게 됩니다.        따라서 OH-의 숫자가 줄어들어 산성을 띠게 됩니다. (NH4OH는 '암모니아수'로 약한 염기입니다.)     (4) 해리하여 (CH3)4N+와 Cl-로 나뉘는데, (CH3)4N+와 OH-가 결합하여 (CH3)4NOH가 형성되므로 산성입니다.   4.7 다음 반응에서 짝산·염기쌍을 설명하라.         H2NCH2CH2NH2 + H2O ⇔ H3N+CH2CH2NH2 + OH-  - 4-1번에 설명한 산 염기설로 설명하겠습니다.   먼저 좌에서 우로 가는 반응을 보면 H2NCH2CH2NH2가 H2O로부터 H+를 받았으므로 염기라고 할 수 있습니다.   반면에 H2O는 H+를 주었기 때문에 산이 되겠지요.   이번에는 반대로 우에서 좌로 가는 반응을 보면 H3N+CH2CH2NH2은 H+를 OH-에게 주었으므로 산이 되고,   OH-는 H+를 받았기 때문에 염기가 됩니다.   따라서 짝산-염기쌍은 H2NCH2CH2NH2(짝산) - H3N+CH2CH2NH2(짝염기),                              H20(짝산) - OH-(짝염기)   가 되겠습니다.   4.8 수평화 효과를 설명하라.  - 물을 예로 설명하겠습니다. 수평화 효과란 강산이나 강염기같이 용해되어 거의 100% 해리되는 것들에게 나타나는 현상인데요, 물에 녹였을 때, 산의 경우는 아무리 강해도 H3O+의 세기를 넘을 수 없으며, 염기의 경우는 OH-의 세기를 넘을 수 없는 현상을 말합니다. 원래는 더 강한 산이나 염기지만 물에 녹았을 경우 강제로 H3O+와 OH-의 수준까지 끌어내려지게 됩니다.   4.9 HCl 0.05M 용액에서 수소이온의 활동도 계수는 0.86이다. 이 용액의 pH를 구하라.  - A(H+) = 0.86 * 0.05 = 0.043.  pH = -logA(H+) = -log(0.043) = 1.3665315444204134735949118467708... = 1.37   4.10 NaCl 0.05 mol과 HCl 0.01 mol을 물에 녹여 1L 로 한 용액의 pH를 활동도를 고려하여 계산하라. 활동도 계수는 표 3-3을 이용하여 내삽법으로 구하라.  - 이온 세기 구하기. Na+ : 0.05 * 1^2 = 0.05 Cl- : 0.05 * 1^2 = 0.05 H+ : 0.01 * 1^2 = 0.01 Cl- : 0.01 * 1^2 = 0.01 합 : 0.12, u = 0.06 표 3-3에는 이온 세기가 0.06일때 H+의 활동도 값이 없습니다. 때문에 따로 구해야되는데요, 이온 세기가 0.05일때와 0.1일떄의 활동도 계수 값을 알고 있으므로, 비율을 구해서 예측을 하는 수밖에 없겠습니다.  이온 세기는 0.05 차이인데 활동도 계수의 차이는 0.03이니 이온 세기 0.01차이는 0.006정도 되겠군요. 그러므로 이 용액에서 H+의 활동도 계수는 0.854, 활동도 A(H+) = 0.01 * 0.854 = 8.54 * 10^-3 따라서 pH = -logA(H+) = -log(8.54 * 10^-3) = 3 - 0.93 = 2.07