HCl의 이온화. 볼트와 너트
HCl은 강산, 강전해질이므로,
물 속에서 100% 이온화된다고 가정하면,
HCl(aq) → H^+(aq) + Cl^-(aq)
HCl : H^+ = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,
“[HCl] = [H^+]” 이고,
“HCl의 mol수 = H^+의 mol수” 이다.
HCl : H^+ : Cl^- = 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,
“[HCl] = [H^+] = [Cl^-]” 이고,
“HCl의 mol수 = H^+의 mol수 = Cl^-의 mol수” 이다.
이것은
결합되어있는 볼트와 너트 1쌍을 분해하면,
볼트 1개, 너트 1개로 나눠지는 것과 같다.
H–Cl → H + Cl
H–Cl → H^+ + Cl^-
볼트–너트 → 볼트 + 너트
[그림 wikipedia ] bolt and nut.
이 때문에
0.1 M HCl 용액을 만들면,
이 용액 속에는 HCl 분자는 하나도 없고,
0.1 M H^+ 이온과
0.1 M Cl^- 이온만 존재한다.
또는
0.1 M HCl 용액 1 L를 만들면,
이 용액 속에는 HCl 분자는 하나도 없고,
0.1 mol H^+ 이온과
0.1 mol Cl^- 이온만 존재한다.
따라서
이 용액의 pH는
pH = –log[H^+] = –log(0.1) = 1
[참고] NaOH도 마찬가지
NaOH는 강염기, 강전해질이므로,
물 속에서 100% 이온화된다고 가정하면,
NaOH(aq) → Na^+(aq) + OH^-(aq)
NaOH : OH^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,
“[NaOH] = [OH^-]” 이고,
“NaOH의 mol수 = OH^-의 mol수” 이다.
[참고] 약산인 HA, CH3COOH의 경우
HA(aq) ⇌ H^+(aq) + A^-(aq)
H^+ : A^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,
[H^+] = [A^-]
CH3COOH(aq) ⇌ H^+(aq) + CH3COO^-(aq)
H^+ : CH3COO^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,
[H^+] = [CH3COO^-]
( 참고: 약산의 초기농도, Ka, pH 관계식 https://ywpop.tistory.com/4294 )
[참고] 강산과 약산
[1] 결합되어있는 볼트-너트 100쌍이 있는데,
이 볼트-너트 쌍이 강산이라면,
이 볼트-너트 쌍을 물속에 가하면,
100쌍 전부가 볼트와 너트로 분리된다는 것이다.
---> 결합되어있는 볼트-너트 쌍의 개수 = 0개
---> 분리된 볼트의 개수 = 100개
---> 분리된 너트의 개수 = 100개
[2] 결합되어있는 볼트-너트 100쌍이 있는데,
이 볼트-너트 쌍이 약산이라면,
이 볼트-너트 쌍을 물속에 가하면,
1쌍만 볼트와 너트로 분리된다는 것이다.
---> 결합되어있는 볼트-너트 쌍의 개수 = 99개
---> 분리된 볼트의 개수 = 1개
---> 분리된 너트의 개수 = 1개
※ 강산이든, 약산이든,
물속에 존재하는
“분리된 볼트의 개수 = 분리된 너트의 개수”
---> “분리된 볼트의 mol수 = 분리된 너트의 mol수”
---> “분리된 볼트의 몰농도 = 분리된 너트의 몰농도”
[키워드] 볼트 기준, 볼트와 너트 기준, bolt and nut dic, 볼트 사전, 볼트와 너트 사전
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