화학

기체·산염기

이상기체, pH, 완충.

기초

이상기체

분자 부피와 인력을 무시하는 모형입니다. 고온·저압에서 실제 기체에 가깝습니다. 부분압력은 몰 분율에 비례합니다(돌턴).

산과 염기

브뢴스테드–로우리: 산은 H⁺ 주개, 염기는 H⁺ 받개. 물의 이온곱 K_w = [H⁺][OH⁻] = 1.0×10⁻¹⁴ (25 °C). 강산은 거의 완전히 이온화합니다.

완충용액

약산과 그 짝염기(또는 약염기와 짝산)가 함께 있어 pH 변화를 막습니다. 헨더슨–하셀바흐로 pH를 어림합니다.

공식

이상기체 법칙

PV = nRT

압력·부피·몰·온도를 잇습니다.

기호

  • P 압력 (Pa 또는 atm)
  • V 부피 (m³ 또는 L)
  • n 몰 수
  • R 기체상수
  • T 절대온도 (K)

pH

pH = −log₁₀ [H⁺]

수소 이온 농도의 상용로그 음수. 25 °C에서 7이 중성.

기호

  • [H⁺] 수소 이온 농도 (mol/L)

물의 이온곱

K_w = [H⁺][OH⁻] = 1.0×10⁻¹⁴ (25 °C)

산성·염기성에서 한쪽이 커지면 다른 쪽이 줄어듭니다.

기호

  • [OH⁻] 수산화 이온 농도

헨더슨–하셀바흐

pH = pK_a + log₁₀ ([A⁻]/[HA])

약산 완충의 pH. [A⁻]≈[HA]이면 pH≈pK_a.

기호

  • pK_a 산 해리상수의 −log
  • [HA] 약산
  • [A⁻] 짝염기

핵심 표

R (L·atm) 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹
R (SI) 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹
강산 예 HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄(1차), HClO₄

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