탄산의 이온화. 탄산은 2가산 ★

탄산의 이온화. 탄산은 2가산

 

 

What is the conjugate base of HCO3^-?

 

 

 

일반적인 H2CO3의 이온화 반응식

 

 

H2CO3(aq) ⇌ 2H^+(aq) + CO3^2-(aq)

 

 

 

H2CO3는 2가산(약산)이므로, 다음과 같이 2단계로 이온화된다.

 

 

[ 1단계 ]

H2CO3(aq) ⇌ H^+(aq) + HCO3^-(aq) ... Ka1 = 4.3×10^(-7)

H2A(aq) ⇌ H^+(aq) + HA^-(aq)

> 약산(H2A)의 짝염기(HA^-)

 

 

[ 2단계 ]

HCO3^-(aq) ⇌ H^+(aq) + CO3^2-(aq) ... Ka2 = 5.6×10^(-11)

HA^-(aq) ⇌ H^+(aq) + A^2-(aq)

> 약산(HA^-)의 짝염기(A^2-)

 

 

[ 전체 반응식 ]

H2CO3(aq) ⇌ 2H^+(aq) + CO3^2-(aq)

 

 

 

 

 

 

 

▶ 1단계: H2CO3(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + HCO3^-(aq)

▶ 2단계: HCO3^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + CO3^2-(aq)

▶ 전체: H2CO3(aq) + 2H2O(l) ⇌ 2H3O^+(aq) + CO3^2-(aq)

 

 

 

 

H2CO3에 존재하는 2개의 H는 이온화되는 정도가 다르다. 그 이유는

1단계에서는 중성인 H2CO3에서 H^+가 이온화되고

2단계에서는 음이온인 HCO3^-에서 H^+가 이온화되는데,

중성인 H2CO3와 양이온인 H^+ 사이의 인력보다는

음이온인 HCO3^-와 양이온인 H^+ 사이의 인력이 더 강하기 때문이다.

 

즉, HCO3^-의 음전하가 H^+의 양전하를

정전기적 인력으로 잡아당기기 때문에,

그만큼 덜 이온화된다고 생각하면 이해하기 쉽다.

 

 

반응형

 

 

Q. What is the conjugate base of HCO3^-?

A. CO3^2-

 

( 참고: CO3^2-가 –2인 이유 https://ywpop.tistory.com/15455 )

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/4736 ] 약산의 Ka 도표

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/6534 ] 탄산의 루이스 구조

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/19758 ] 다양성자 산에서 Ka1 > Ka2 > Ka3 인 이유

 

 

 

 

 

탄산은 2가산인가? 탄산은 이가산인가?

 

 

탄산의 이온화만 보면,

Ka2 값이 너무 작아 두 번째 H^+는 거의 이온화 되지 않기 때문에

1가산처럼 보이나,

강염기와의 반응을 보면, 완벽하게 2가산의 역할을 다합니다.

H2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2O

( 참고: H2CO3의 당량수 https://ywpop.tistory.com/4105 )

( 참고: H2CO3 + NaOH 알짜이온반응식 https://ywpop.tistory.com/7839 )

 

 

황산도 이와 똑같이 반응합니다.

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

( 참고: 황산의 이온화 https://ywpop.tistory.com/6666 )

 

 

탄산은 2가산이 맞습니다.

 

 

 

 

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