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16.1:

공통이온효과

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Chemistry
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Common Ion Effect

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약산인 아세트산은 용액에서 부분적으로 해리되어 하이드로늄과 아세테이트 이온을 생성하며 그것의 염인 아세트산 나트륨은 완전히 해리되여 나트륨 이온과 아세테이트를 생성합니다. 아세트산과 아세트산 나트륨 모두 아세트산 이온을 공통으로 가지고 있습니다. 아세트산 용액에 아세트산 나트륨을 첨가하면 아세트산 이온의 총 농도를 증가시키고 평형 상태를 파괴합니다.이러한 변화를 평형시키기 위해 평형은 왼쪽으로 이동하며 다시 평형이 이루어질 때까지 아세트산을 생성합니다. 이 경우 공통 이온의 존재는 화합물의 분리를 감소시킵니다. 이 현상은 공통 이온 효과로 알려져 있습니다.공통 이온 효과는 평형 상태에 있는 반응물이나 생성물의 농도의 변화가 변화를 상쇄하는 방향으로 시스템을 이동시킬 수 있다는 르 샤틀리에의 원리의 도움으로 설명될 수 있습니다. 0.050 몰 암모니아 용액의 pH는 10.97입니다. 0.040 몰의 염화암모늄을 용액에 첨가하면 암모니아의 염기해리상수와 ICE 표를 사용하여 새 pH를 결정할 수 있습니다.염화암모늄은 완전히 이온화되어 0.040 몰의 암모늄 이온과 염화물 이온을 생성합니다. 염화물 이온은 pH 중성이므로 무시할 수 있습니다. 암모니아는 부분적으로 해리되어 암모늄과 수산화이온을 생성합니다.이 반응의 Kb는 1.76 10⁻⁵이며 암모늄 농도에 수산화물 농도를 곱하고 암모니아 농도로 나눈 값과 같습니다. 초기 농도, 변화된 농도 및 평형 농도 값은 ICE 표에 기록되며 표에서 농도의 변화는 x로 표시됩니다. x 값이 작기 때문에 0.050 빼기 x는 근사적으로 0.050과 같고 0.040 더하기 x는 근사적으로 0.040과 같습니다.이 값은 나중에 5 퍼센트 규칙으로 확인할 수 있습니다. 이 값을 Kb의 식에 대입하면 x는 2.2 10⁻⁵ 몰과 같습니다. 이 근사치는 수산화물 농도가 0.040 몰의 5퍼센트 미만이므로 유효합니다.용액의 pOH와 pH는 표준 방정식을 사용하여 계산할 수 있으며 각각 4.66 및 9.34입니다. 따라서 공통 이온인 암모늄 이온은 암모니아의 해리를 감소시켜 용액의 pH를 10.97에서 9.34로 감소시킵니다.

16.1:

공통이온효과

순수한 물과 비교하여, 이온 화합물의 용해도는 일반적인 이온을 포함하는 수성 용액에서 적다(또한 이온 화합물의 용해에 의해 생성되는 것). 이것은 르 샤텔리에의 원리를 사용하여 설명 될 수있는 대량 행동의 법칙의 결과입니다 일반적인 이온 효과로 알려진 현상의 예입니다. 실버 요오드의 용해를 고려하십시오.

Eq1

이러한 용해도 평형은 은(I) 또는 요오드 이온의 첨가에 의해 왼쪽으로 이동하여 AgI의 침전과 용존 Ag+및 I의농도를 낮출 수 있다. 이미 이러한 이온 중 하나를 포함하는 솔루션에서 AgI는 이러한 이온이없는 용액보다 용해 될 수 있습니다.

이 효과는 용해도 제품 표현식에 표시되는 질량 작용 측면에서도 설명될 수 있습니다.

Eq1

은(I)과 요오드 이온 어어니언의 수학적 제품은 이온의 공급원에 관계없이평형 혼합물에서 일정하므로 한 이온의 농도의 증가는 다른 쪽의 비례감소에 의해 균형을 이루어야 한다.

용해도에 대한 일반적인 이온 효과

일반적인 이온은 용액에서 화합물의 용해도에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 고체 Mg (OH)2 Mg으로 해리2+ 및 OH 이온은 다음과 같이;

Eq1

MgCl2가 Mg(OH)2의포화 용액에 첨가되면, 반응은 Le Châtelier의 원칙에 따라 추가 Mg2+ 이온에 의해 생성된 응력을 완화하기 위해 왼쪽으로 이동한다. 정량적 측면에서, 추가된Mg2+는 반응 지수가 용해도제품(Q> Ksp)및 Mg(OH)2 형태보다 더 큰 것으로 반응 지수가 다시 Ksp와 같을 때까지발생시킨다. 새로운 평형에서 [OH–]덜 [Mg2+]순수한 물에 Mg (OH)2의 용액보다 큽니다.

KOH가 Mg(OH)2의포화 용액에 첨가되면, 반응은 추가 OH –이온의 스트레스를 완화하기 위해 왼쪽으로 이동한다. Mg(OH)2는 반응 지수가 다시 KSp와 같을 때까지형성한다. 새로운 평형에서 [OH] 더 크고 [Mg2+]순수한 물에 있는 Mg(OH)2의 용액보다 적습니다.

 이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 15.1: 침전 및 용해에서 적용됩니다.