[화학1] 산 염기 중화 반응 l 중화반응의 양적 관계

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“산 염기 중화 반응 l 중화반응의 양적 관계"에 대해서 알아보겠습니다.

중화반응이란?  "산과 염기가 반응하여 물과 염이 생성되는 반응"입니다.

위의 그림에서는 HCl 수용액과 NaOH 수용액을 합쳐서 중화반응이 일어나고 있죠.이 때 실제로 반응에 참여하는 이온은 H+ 이온과 OH- 이온뿐입니다. 반응에 참여하는 알짜 이온인 것이죠.그래서 알짜 이온 반응식은  "H+ + OH- -> H2O"가 된 다는 것을 알 수 있죠. 그리고 반응에 참여하지 않는 Na+와 Cl-는 반응에 참여하지 않는 구경꾼 이온이라고 부릅니다.

그래서 HCl 수용액과 NaOH 수용액을 합쳤을 때 H2O(l)와 NaCl(aq)가 됩니다. NaCl(aq)은 반응하지 않는 Na+와 Cl-를 통틀어서 표시하는 것이고, 이를 염이라고 합니다. 중화반응이 완료된 혼합 용액에서는 결론적으로 물과 HCl(aq)만 남게 되니, 수용액을 끓이면 염인 HCl만 남게 되는 것이죠.

화학1 킬러 문제로 많이 나오는 중화 반응과 양적 관계 파트입니다.  관련 문제를 풀 때는 용액 안에 있는 H+와 OH-의 이온 수를 파악하는 것이 가장 중요합니다! 결국 H+와 OH-의 반응으로 중화 반응이 일어나기 때문이죠.기본적으로 중화 반응에서 산의 H+와 염기의 OH-는 1 : 1 의 몰 비로 반응합니다. 그리고 "산이 내놓은 H+의 양(mol) = 염기가 내놓은 OH-의 양(mol)"일 때 중화가 완벽하게 일어나죠.

일 때 중화가 완전히 일어나는 것이죠. 이 때 n은 가수라고 칭하며, 산이나 염기 1몰이 내놓을 수 있는 H+이나 OH-의 양입니다. 예를들어서 HCl 1몰을 분리하면 H+ 1몰과 OH- 1몰로 분리되죠. 그러면 HCl의 가수는 1인 것입니다. HCl 1개당 1개의 H+가 나오기 때문이죠. 그리고 H2SO4 1몰을 분리하면 H+ 2몰과 SO4^2- 1몰로 분리되죠. 그러면 H2SO4 1몰에서 H+ 2몰이 나오는 것이니 가수가 2가 되는 것입니다.그리고 M은 몰농도입니다. 용질의 양(mol)/용액의 부피(L) 이죠. V는 부피이고요.

 

그래서 nMV는 산이나 염기에서 내놓은 H+ 혹은 OH-의 양(mol)인 것이죠. 그래서 이 둘이 같아져야 중화가 되는 것입니다.

예시 문제를 봐 보겠습니다. "HCl이 내놓은 H+의 양(mol) = NaOH가 내놓은 OH-의 양(mol)"이 되면 완전히 중화가 되겠죠. HCl의 가수는 1, NaOH의 가수도 1이죠. 그러면 두 수용액의 n(가수)는 둘 다 구했고, 문제에 HCl의 몰농도랑 부피와 NaOH의 몰농도가 나와 있으니  1x0.1x0.2 = 1x0.2xV 식을 세울 수 있습니다. 계산을 하면 V = 0.1 L가 나오네요. 이런 식으로 문제를 풀면 됩니다.

아래에 영상도 있으니 참고하시면 됩니다! 감사합니다 :)

감사합니다.