CaCO3(s) ＋ CO2(aq) ＋ H2O(l) = Ca2 ＋ (aq) ＋ 2HCO3 － (aq)

HCO3 － (aq) ＋ H ＋ (aq) s --- > CO2(g) ＋ H2O(l)

Chapter 6 Chemical Equilibrium

aA + bB = cC + dD in its standard state

HA = H ＋ ＋ A － K1 ＝ [H ＋ ][A － ] / [HA] 만약 반응의 방향을 바꾸면 새 K 값은 처음 K 값의 역수가 된다 .H ＋ ＋ A － = HA K1′ ＝ [HA] / [H ＋ ][A－ ] ＝ 1/K1 HA = H ＋ ＋ A － K1

H ＋ ＋ C = CH ＋ K2

----------------------------------HA ＋ C = A － ＋ CH ＋ K3

K3 ＝ K1K2 ＝ [H ＋ ][A － ] / [HA] ·[CH ＋ ] / [H ＋ ][C] ＝ [A － ] ·[CH ＋ ] / [HA] [C]

Enthalpy change, ΔH 는 일정 압력하에서 반응이 일어날 때흡수되는 열이다 .

Standard enthalpy change, ΔH°는 모든 반응물과생성물이 표준 상태에 있을 때 흡수하는 열을 가리킨다 .

HCl(g) = H ＋ (aq) ＋ Cl － (aq) 25℃에서 ΔH° ＝ － 74.85 kJ/mol (6-3)

ΔH: 양수인 반응을 흡열 반응 (endothermic), 음수인 반응을 발열 반응 (exothermic).

6-2 Equilibrium and Thermodynamics

Entropy, S 는 “무질서”의 척도

KCl(s) = K ＋ (aq) ＋ Cl － (aq) 25 , ℃ ΔS° ＝ ＋76.41 J/(K·mol) (6-4)

ΔS°는 모든 화학종이 표준 상태에 있을 때 엔트로피 변화 .

ΔS°가 양수인 것은 K ＋ (aq) 1몰과 Cl － (aq) 1몰을 합한 것이 용매 물에 KCl(s) 1몰을 더한 것보다 더 무질서하다는 뜻이다 .

25℃에서 반응 6-3의 ΔS° ＝ － 130.4 J/(K·mol) 이다 . 수용액에 있는 이온들은 용매 물에 기체 HCl을 더한 것 보다 덜 무질서하다 .

- Chemical Reaction:음수의 ΔH (발열 ) 및 / 또는 양수의 ΔS (엔트로피의 증가 ) 에 의해 생성물을만드는 쪽으로 진행된다 .

- ΔH 가 음수이고 ΔS가 양수이면 분명히 그 반응은 유리하지만 , ΔH 가 양수이고 ΔS가 음수이면 분명히 불리하다 .

Gibbs Free Energy, ΔG

- ΔG 가 음수이면 그 반응은 자발적이다 .

ΔG° ＝ ΔH° － TΔS°＝ ( － 74.85 × 103 J/mol) － (298.15 K) (－ 130.4 J/K·mol)＝ － 35.97 kJ/mol

- 어떤 반응의 평형 상수와 그 반응의 에너지 (ΔH°와 ΔS°) 를 관련 짓기 위함 .

R 는 기체 상수 [ ＝ 8.314 472 J/(K·mol)] 이고 , T 는 절대 온도이다 . ΔG°가 더 음수이면 , 평형 상수는 더 커진다 .

R 는 기체 상수 [ ＝ 8.314 472 J/(K·mol)] 이고 , T는 절대 온도이다 .

K ＝ e － ΔG°/RT

K ＝ e － ( － 35.97 × 103 J/mol)/[8.314 472 J/(K·mol)(298.15 K) ＝ 2.00 ×106

Le Chˆatelier’s principle:

Reaction quotient:

Because Q > K, the reaction must go to the left

When the temperature changes:

The term including e ᅀ S/R is independent of T. The term e- ᅀ H/RT increases with increasing temperature if ᅀ Ho is positive, and decreases if it is negative.

K of the endothermic reaction increases if T is raised.K of the exothermic reaction decreases if T is raised.

6-3 Solubility product

Ion pair

Common ion effect

A salt will be less soluble if one of its constituent ions is already present in the solution.

Separation by Precipitation

Co-precipitation: foreign ions adsorbed on the precipitate.

Q < Ksp for PbI2, Pb ions will not precipitate.

Lewis Acid and Bases

6-4 Complex Formation

Effect of Complex Ion Formation on Solubility

6-5 Protic Acids and Bases

- Hydronium ion: H3O+

Brønsted－ Lowry Acids and Bases: Acid: proton donor, Base: proton acceptor

Salt: Any ionic solid

When [I-] = 1.0 M, [Pb]total = 3.2 x 10-4 M

Conjugate Acids and Bases

The Nature of H+ and OH-

Autoprotolysis

- Protic solvents have a reactive H+

6-6 pH

Is There Such a Thing as Pure Water?

6-7 Strength of Acids and Bases

Strong Acids and Bases

Weak Acids and Bases

Ka: Acid dissociation constant

Kb: Base hydrolysis constant

Common Classes of Weak Acids and Bases

Polyprotic Acids and Bases

Kal ( 또는 K1) 은 가장 많은 양성자를 가진 산성 화학종에 대한 것이고 , Kbl 은 가장 적은 양성자를 가진 염기성 화학종에 대한 것이다 .

Relationship between Ka and Kb

Carbonic Acid

6-8 Solving Equilibrium Problems