대학 일반화학2

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목차

제 9 장 액체와 고체
제 10 장 용 액
제 11 장 반응 속도
제 12 장 기체의 화학 평형
제 13 장 산과 염기
제 14 장 산-염기 용액의 평형
제 15 장 착이온
제 17 장 반응의 자발성

본문내용

이 존재 (이 용액은 약염기성 나타냄)
<센 산 - 약한 염기>
⑴ 알짜이온 반응식 (예 : 수용액을 HCl 수용액으로 적정)
⑵ 적정시 pH 변화 (그림 14.7)
① 초기 pH : 10-12 (약염기성)
② 완충 영역 : pH 변화 완만
③ 당량점에서는 약산성 나타냄
14. 4 다양성자성 약한 산
⑴ 의미 : 이온화 될 수 있는 2개 이상의 수소원자 가지는 약한 산
⑵ 이온화
① 첫단계에서 생성된 음이온의 다음 단계에서 다시 이온화(단계적으로 이온화)
예) 옥살산,
제 1단계 :
제 2단계 :
② 이온화 상수는 연속되는 단계마다 작아짐 :
실질적으로 용액속의 모든 수소이온은 산의 첫 번째 단계 이온화에서 나옴
전망과 관심 (체내의 pH 조절)
⑴ 혈액의 완충성의 원리
①혈액의 완충 기능의 필요성 : 혈액의 pH (dir 7.40)을 유지
② 혈액의 주요 완충계 : (산)와 (짝염기)로 구성
완충계 :
를 소비 :
을 소비 :
③ 혈액의 완충계가 를 소비시키는 능력보다 를 소비시키는 능력이 더 큰 이유
⑵ 혈액의 pH가 비정상적이면
① 산독증 : pH ＜ 7.4
증상 : 신경계 둔화 → 졸도, ......
원인 : 혈액 속에 축적
② 알칼리독증 : pH ＞ 7.4
증상 : 신경계 초긴장 → 경련, ......
원인 : 열, 약물, 너무 깊은 심호흡
제 15 장 착이온
지금까지 다룬 화합물 : 주로 비금속 원소 및 알칼리금속 원소의 화합물
15장에서는 전이금속의 화합물(착화합물)
15. 1 착이온의 조성
⑴ 착이온과 관련된 개념
- 배위 공유결합 : 한 원자가 2개이 비공유 전자를 모두 제공하여 형성되는 공유결합
- 착이온 : 금속 양이온이 분자 또는 이온과 배위 공유결합을 하여 형성된 이온
- 리간드 : 착이온에서 중심 금속원자에 결합되어 있는 분자 또는 이온
- 배위수 : 중심 금속원자가 가지는 결합의 수
⑵ 착이온의 형성
- 중심 금속 원자 : 주로 전이금속(특히 원자번호 24-30)
수용액에서는 금속 양이온 단독으로 존재하지 않고 항상 착이온 형태로 존재
- 착이온 형성 반응 : Lewis 산-염기 반응
Lewis 산 : 전자쌍을 받는 화학종
Lewis 염기 : 전자쌍을 주는 화학종
<착화합물의 전하>
착화합물의 전하 = 중심원자의 산화수 + 리간드의 전하
(착화합물 : 착이온을 포함한 포괄적인 의미)
<리간드 : 킬레이트 시약>
⑴ 리간드 : 비공유 전자쌍을 금속에 제공하여 배위공유결합을 하는 분자 또는 이온
(일반적으로 전기음성도가 높은 원소를 가짐)
⑵ 킬레이트 시약 : 리간드 중에서, 비공유 전자쌍을 가진 원자를 2개 이상 포함하여
금속 중심원자와 2개 이상의 배위 공유결합을 형성하는 리간드
예) oxalate 음이온, ethylenadiamine
※ 이러한 리간드에 의해 형성된 착화합물 : 킬레이트
<배위수>
6 또는 4가 일반적
15. 2 착이온의 기하학적 구조
⑴ 기하구조
배위수
기하학적 구조
2
선형
4
2가지 구조 가능 : 평행 사각형
정사면체형
6
8면체형
⑵ 기하 이성질 현상
① 이성질 현상 : 화학식이 같은 둘 이상의 화학종이 서로 다른 화학구조를 갖는 것
(즉, 같은 화학식을 가지면서 서로 다른 물리적화학적 성질을 나타내는 것)
② 착화합물의 기하 이성질 현상 : 화학식이 같으면서 중심 금속원자 주위에서
리간드의 공간배열이 다른 것
㉠ 평행 사각형 구조 :
㉡ 정팔면체형 구조 :
15.3 착이온의 전자 구조
15. 4 착이온의 형성상수
착이온의 형성상수 : 착이온의 형성에 관한 평형상수
- (표 15.4) 값 일반적으로 이상 : 정반응 사실상 완결 (착화합물 형성 매우 잘 일어남)
- 값이 큰 착화합물일수록 안정
전망과 관심 (천연 킬레이트와 합성 킬레이트)
⑴ 천연 킬레이트 : 콩과 식물, 이끼, 클로로필, 비타민 , .....
⑵ 혈액 중의 헤모글로빈
: 배위수6 1-4번 배위자리 : 질소원자 4개
5번 배위자리 : 글로빈 분자
6번 배위자리 : 물분자 (산소에 의해 가역적 치환)
⑶ 합성 킬레이트 : 예) EDTA : 납 해독, 방사선 동위원소 제거, 방부제 효과
제 17 장 반응의 자발성
17. 1 자발적 과정
⑴ 의미 : 외부의 영향 없이 특정한 온도와 압력에서 저절로 일어나는 어떤 과정
예) 상온에서 얼음 녹기, 수소/산소 혼합물에 점화시켰을 때 타는 것, 철이 녹스는 것
⑵ 특징 : 과정의 빠르기와는 관련 없음
일단 시작이 되면 외부로부터의 에너지 공급이 없이도 저절로 계속됨
열역학적으로 자발적인 과정이라도 활성화 에너지를 주지 않으면
반응이 일어나지 않는 경우도 있음
<에너지 요인>
⑴ 일반적인 자발적 과정 : 에너지의 감소를 동반함
⑵ 화학 반응의 경우, 자발적인 화학반응 : 일반적으로 발열반응(ΔH ＜ 0)
예)
그러나, 예외(자발적이면서 ΔH ＞ 0) :
⑶ 결론 : ΔH의 부호는 자발성의 기준으로 삼기 어렵다 ()다른 정확한 기준 필요
<무질서 요인>
⑴ 자발성의 방향 예견
“자연은 낮은 확률 상태에서 높은 확률 상태로 자발적으로 움직이려는 경향이 있다”
예) 주사위, 기체의 혼합
⑵ 결론 : 자연은 자발적으로, 정돈된 상태에서, 보다 무질서한 상태로 가려는 경향이 있다.
17. 2 엔트로피 , S
⑴ 의미 : 무질서도를 나타내는 상태함수
⑵ 엔트로피에 미치는 상태와 조건의 영향
① 액체 상태는 같은 종류의 고체보다 높은 엔트로피를 가짐
② 기체 상태는 같은 종류의 액체보다 높은 엔트로피를 가짐
③ 물질의 온도가 증가하면 그 엔트로피도 증가함
⑶ 열역학 제3법칙 : 완벽하게 정돈된 순수한 결정성 고체는 0 K에서 0의 엔트로피값을 가짐
<표준물 엔트로피>
- ‘표준’의 의미 : 1 atm (온도는 보통 25。C)
- 표준몰 엔트로피 :
원소, 화합물, 수용액, ......
<반응에 대한 Δ >
기체 몰수 증가하는 반응 : 엔트로피 증가 (Δ양의 값)
기체 몰수 감소하는 반응 : 엔트로피 감소 (Δ음의 값)
<열역학 제2법칙>
⑴ 의미 : 계와 주위를 모두 고려하였을 때 자발적 과정에서는 엔트로피가 순수하게 증가한다.
ΔS = (ΔS + ΔS) ＞ 0
예) 철의 녹

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