일반화학 개념 총정리 3

8. 산-염기
1) 물의 자동 이온화
- 흡열반응임
- 25도씨에서 10^-14
2) 약산의 이온화도에 영향을 미치는 요인
용액의 농도, 산해리 평형상수, 온도
3) 완충용액
외부에서 첨가되는 산이나 염기에 대해 pH변화가 작은 용액을 의미
약산과 그 짝염기, 약염기나 그 짝산을 포함한 용액
원하는 pH와 가장 가까운 pKa값을 갖는 산을 이용해서 완충 용액을 만든다.
- 완충용량 : 완충용액 1L 당 pH를 1단위 바꾸는데 필요한 강산이나 강염기의 몰수 / 농도가 클수록, 산과 그 짝염기의 농도가 같을수록 완충 용량은 커진다.
4) 산의 세기
- 수소가 결합하고 있는 원자의 종류
- 유발효과
- 공명효과
- 혼성효과
- 산소산의 세기 : 산소가 결합하고 있는 원자의 전기음성도, 산소의 개수
5) 용해도
포화 용액에서 녹은 용질의 양을 농도 단위로 표현한 것
(1) 영향을 미치는 요인
- 공통이온 효과
- pH
- 착이온의 형성
- 새로운 침전의 형성
- 증류수 첨가 : 순수한 물에 녹인 경우는 영향을 주지 않지만 용액에 녹인 경우에는 희석을 고려해야 한다.
(2) 영향을 미치는 요인
- 용매와 용질의 극성, 비극성
- 온도
- 압력 : 기체의 경우 분압에 비례(헨리의 법칙)

 

9. 전기화학
1) 산화 환원 정의
산화 : 전자 잃을 때, 산화수 증가할 때, 산소와 결합할 때, 수소와 분리될 때
산화 - 환원 반응은 동시에 일어난다.
2) 전지
(1) 갈바니 전지(볼타 전지) : 산화 환원 반응이 자발적으로 일어나는 전지, 산화전극 환원전극 염다리로 구성된다. 전지 전위값이 양수이다. 화학에너지를 전기에너지로 바꾼다. 산화전극이 (-)극, 환원전극이 (+)극이다.
- 염다리 : 반응이 진행되는 동안 용액이 전기적으로 중성을 유지하게 하도록 한다.
- 비활성 전극 : 반응에 참여하지 않는 전극으로 대표적으로 백금 전극이 있다. 전자의 이동 통로의 역할을 한다.
(2) 전해 전지 : 산화 환원 반응이 비자발적이지만 외부에서 일을 가하여 산화 환원 반응을 일으키는 장치이다. 전기 에너지를 화학에너지로 바꾸는 과정이다. 산화 전극이 (+)극, 환원 전극이 (-)극이며 외부 전원 장치가 연결되어야 한다.
3) 부식 방지
- 기름칠 또는 페인트칠 / 플라스틱으로 보호하려는 금속 코팅
- 음극화 보호 : 이온화 경향성이 더 큰 금속과 결합하는 것
- 합금
4) 1,2차 전지
- 1차 전지 : 충전이 불가능한 전지로 1회 사용한 후 외부에서 일을 한 뒤 역반응을 통해 충전하기 어려운 전지이다. 건전지, 수은 전지가 있다.
- 2차 전지 : 전지 반응이 가역반응이므로 충전을 통해 사용할 수 있는 전지이다. 방전 과정에는 갈바니 전지, 충전과정에는 전해 전지로 작동한다. 납축전지(단점: 재충전시 물의 전기분해가 일어난다. 전극 및 전해질 수용액의 밀도가 높아 단위 질량 당 전력 생산량이 작다.), 니켈-카드뮴전지, 리튬 전지가 있다.
- 연료 전지 : 전지의 외부에서 연료를 공급받는 전지

 

10. 배위화학
1) 배위화합물 = 착화합물 = 착물
착이온은 중심금속 이온에 리간드가 비공유 전자쌍을 제공하여 배위결합을 함으로써 이루어진 이온이며 착이온에 상대 이온이 결합하여 전기적으로 중성인 물질을 착화합물이라고 한다. 배우자 이온 없이 중성분자를 이를 경우에도 착화합물을 형성 가능하다. 중심금속이온은 대부분 전이금속 이온이다.
(1) 리간드
중심 금속 이온에 비공유 전자쌍을 제공하며 배위결합을 하는 물질, 루이스 염기로 작용한다.
- 두자리 리간드 : ethylenediamine, oxalate ion, carbonate ion, bipyridine, glycinate ion, ortho-phenantroline
- 여러자리 리간드 : diethylenetriamine, triethylenetetramine, ethylenediaminetetraacetate ion(EDTA4-, 중금속 중독 시 이온 제거에 사용, 금속이온 적정을 위해 사용)
(2) 킬레이트
킬레이트는 한 리간드가 중심 금속 이온에 두 곳 이상 배위 결합함으로써 형성된 고리 모양의 착물이다.
ex) 헤모글로빈의 헴 : 중심금속 철, 포피린
(3) 배위수가 4일 때 평면 사각형 구조를 갖는 경우
- d8은 대부분 평면 사각형 구조를 갖는다
- Ni2+는 강한장 리간드와 결합하면 평면 사각형 구조를 갖는다
-Cu2+는 d9이지만 강한장 리간드와 결합하면 평면 사각형 구조를 갖는다.
* 평명 사각형 구조의 혼성 오비탈 : dsp2
2) 이성질체
(1) 입체 이성질체
- 광학이성질체
- 기하 이성질체 : facial isomer, meridional isomer
(2) 구조 이성질체
- 결합 이성질체
- 수화 이성질체
- 이온화 이성질체
- 배위 이성질체
3) 착이온의 배치
(1) 고스핀, 저스핀
- 고스핀 착화합물 : 약한장 리간드가 배치된 경우로 금속의 홀전자가 최대가 되도록 배치된 착물, 짝지음 에너지보다 결정장 갈라짐 에너지가 작을 때 만들어진다.
- 저스핀 착화합물 : 강한장 리간드가 배치된 경우로 금속의 홀전자가 최소가 되도록 배치된 착물, 짝지음 에너지보다 결정장 갈라짐 에너지가 클 때 만들어진다.

[공부/팁] - 일반화학 개념 총정리 3

일반화학 개념 총정리 3