다양성자성산의 평형상수. 다가산의 평형상수

다양성자성산의 평형상수. 다가산의 평형상수

 

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단계별로 이온화되는 다양성자성산의 평형상수 값의 크기는

Ka_1 > Ka_2 > Ka_3 이다.

 

 

 

예) H3PO4의 평형상수

인산은 3가산이므로, 다음과 같이 3단계로 이온화된다.

1단계 이온화: H3PO4(aq) ⇌ H^+(aq) + H2PO4^-(aq) ... Ka_1 = 7.5×10^(-3)

2단계 이온화: H2PO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + HPO4^2-(aq) ... Ka_2 = 6.2×10^(-8)

3단계 이온화: HPO4^2-(aq) ⇌ H^+(aq) + PO4^3-(aq) ... Ka_3 = 4.8×10^(-13)

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11453 ] 인산 용액의 pH.

 

 

 

항상, 100%, 무조건 Ka_1 > Ka_2 > Ka_3 인 이유를 설명하면,

1단계 이온화는 중성 분자인 H3PO4에서 양전하를 가진 H^+ 이온이 떨어져 나가는 것이고,

2단계 이온화는 –1가의 음전하를 가진 H2PO4^-에서 양전하를 가진 H^+ 이온이 떨어져 나가는 것이고,

3단계 이온화는 –2가의 음전하를 가진 HPO4^2-에서 양전하를 가진 H^+ 이온이 떨어져 나가는 것이다.

 

즉,

1단계 이온화는 중성 분자에서 양이온을 하나 떼어내는 것이고,

( 중성 분자와 양이온 사이에는 정전기적 인력이 없다. )

2단계 이온화는 -1가 음이온에서 양이온을 하나 떼어내는 것이고,

( 1가 음이온과 1가 양이온 사이에는 정전기적 인력이 작용한다. )

( 이 때문에 2단계는 1단계보다 덜 이온화된다. )

3단계 이온화는 -2가 음이온에서 양이온을 하나 떼어내는 것이다.

( 2가 음이온과 1가 양이온 사이에는 더 강한 정전기적 인력이 작용한다. )

( 이 때문에 3단계는 2단계보다 덜 이온화된다. )

 

 

 

[정리]

단계별로 모체와 H^+ 사이의 정전기적 인력의 세기(크기)가 다르기 때문에,

단계별로 이온화되는 다양성자성산의 평형상수 값의 크기는

항상 Ka_1 > Ka_2 > Ka_3 이다.