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16.12:

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JoVE Core
Chemistry
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JoVE Core Chemistry
Formation of Complex Ions

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16.12:

์ฐฉ์ด์˜จ์˜ ํ˜•์„ฑ

๋ฃจ์ด์Šค ์‚ฐ์—ผ ๊ธฐ์ € ํ™”ํ•™์˜ ์œ ํ˜•์€ ์ค‘์•™ ์›์ž, ์ „ํ˜•์ ์œผ๋กœ ๋ฆฌ๊ฐ„๋“œ๋ผ๋Š” ์ด์˜จ ๋˜๋Š” ๋ถ„์ž์— ์˜ํ•ด ํฌ์œ„๋œ ์ „์ด ๊ธˆ์† ์–‘์ด์˜จ์„ ํฌํ•จํ•˜๋Š” ๋ณต์žกํ•œ ์ด์˜จ(๋˜๋Š” ์กฐ์ • ๋ณตํ•ฉ์ฒด)์˜ ํ˜•์„ฑ์„ ํฌํ•จํ•œ๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ฆฌ๊ฐ„๋“œ H2O ๋˜๋Š” NH3,๋˜๋Š” CN – ๋˜๋Š” OH-์™€ ๊ฐ™์€ ์ด์˜จ๊ณผ ๊ฐ™์€ ์ค‘์„ฑ ๋ถ„์ž๊ฐ€ ๋  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ์ข…์ข… ๋ฆฌ๊ฐ„๋“œ๋Š” ๋ฃจ์ด์Šค ๊ธฐ์ง€์—ญํ• ์„ ํ•˜๋ฉฐ, ํ•œ ์Œ์˜ ์ „์ž๋ฅผ ์ค‘์•™ ์›์ž์— ๊ธฐ์ฆํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ์œ ํ˜•์˜ ๋ฃจ์ด์Šค ์‚ฐ์—ผ-์—ผ๊ธฐ ๋ฐ˜์‘์€ ์กฐ์ • ํ™”ํ•™์ด๋ผ๋Š” ๊ด‘๋ฒ”์œ„ํ•œ ํ•˜์œ„ ์ง•๊ณ„์˜ ์˜ˆ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.์ด ํ…์ŠคํŠธ์˜ ๋‹ค๋ฅธ ์žฅ์˜ ์ฃผ์ œ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

ํ•˜๋‚˜ ์ด์ƒ์˜ ๋ฆฌ๊ฐ„๋“œ๋ฅผ ํ˜•์„ฑํ•˜๋Š” ๊ธˆ์† ์ด์˜จ์˜ ๋ฐ˜์‘์— ๋Œ€ํ•œ ํ‰ํ˜•์ƒ์ˆ˜๋Š” ํ˜•์„ฑ์ƒ์ˆ˜(Kf)๋ผ๊ณ  ๋ถˆ๋ฆฝ๋‹ˆ๋‹ค(๋•Œ๋กœ๋Š” ์•ˆ์ •์„ฑ ์ƒ์ˆ˜๋ผ๊ณ ๋„ ํ•จ). ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค์–ด, ๋ณต์žกํ•œ ์ด์˜จ [Cu(CN)2] ๋ฐ˜์‘์— ์˜ํ•ด ์ƒ์„ฑ๋œ๋‹ค

Eq1

์ด ๋ฐ˜์‘์— ๋Œ€ํ•œ ํ˜•์„ฑ ์ƒ์ˆ˜๋Š”

Eq2

๋Œ€์•ˆ์ ์œผ๋กœ, ์—ญ๋ฐ˜์‘(๋ณตํ•ฉ์ด์˜จ์˜ ๋ถ„ํ•ด)์„ ๊ณ ๋ คํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์œผ๋ฉฐ, ์ด ๊ฒฝ์šฐ ํ‰ํ˜• ์ƒ์ˆ˜๋Š” ํ•ด๋ฆฌ์ƒ์ˆ˜(Kd)์ด๋‹ค. ์„ค๋ช…๋œ ์ƒํ˜ธ ๋ฐ˜์‘์— ๋Œ€ํ•œ ํ‰ํ˜• ์ƒ์ˆ˜ ์‚ฌ์ด์˜ ๊ด€๊ณ„์— ๋”ฐ๋ผ, ํ•ด๋ฆฌ ์ƒ์ˆ˜๋Š” ํ˜•์„ฑ ์ƒ์ˆ˜, Kd = Kf-1์˜์ˆ˜ํ•™์  ์—ญ์ด๋‹ค.

๋ณต์žกํ•œ ์ด์˜จ ํ˜•์„ฑ์— ์˜ํ•œ ์šฉํ•ด์˜ ์˜ˆ๋กœ, ์ˆ˜์„ฑ ์•”๋ชจ๋‹ˆ์•„๊ฐ€ ์€ ์—ผํ™”๋ฐ ๋ฌผ์˜ ํ˜ผํ•ฉ๋ฌผ์— ์ฒจ๊ฐ€๋  ๋•Œ ์–ด๋–ค ์ผ์ด ์ผ์–ด๋‚˜๋Š”์ง€ ์ƒ๊ฐํ•ด ๋ณธ๋‹ค. ์€์—ผํ™”๋ฌผ์€ ๋ฌผ์— ์•ฝ๊ฐ„ ์šฉํ•ด, Ag+ ([Ag+] = 1.3 ร— 10-5 M์˜ ์ž‘์€ ๋†๋„๋ฅผ ์ฃผ๋Š”:

Eq3

๊ทธ๋Ÿฌ๋‚˜,NH3๊ฐ€ ๋ฌผ์— ์กด์žฌํ•˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ, ๋ณตํ•ฉ ์ด์˜จ, [Ag(NH3)2]+,๋ฐฉ์ •์‹์— ๋”ฐ๋ผ ํ˜•์„ฑ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค:

Eq4

์ด ํ…์ŠคํŠธ๋Š” Openstax, ํ™”ํ•™ 2e, ์„น์…˜ 15.2: ๋ฃจ์ด์Šค ์‚ฐ ๋ฐ ๊ธฐ์ง€์—์„œ ์ฑ„ํƒ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

Suggested Reading

  1. Xie, Feng, and David B. Dreisinger. "Leaching of silver sulfide with ferricyanide–cyanide solution." Hydrometallurgy 88, no. 1-4 (2007): 98-108.
  2. Glueck, A. R. "Desalination by an ion exchange-precipitation-complex process." Desalination 4, no. 1 (1968): 32-37.
  3. Shakhashiri, Bassam Z., Glen E. Dirreen, and Fred Juergens. "Solubility and complex ion equilibria of silver (I) species in aqueous solution." Journal of Chemical Education 57, no. 11 (1980): 813.