일반화학 - 기체화학과 액체화학 [환경의 끝]

1. 기체화학

 

* 게이뤼삭 법칙 : 반응 부피 사이 일정 정수비 성립

* 헨리의 법칙 : 용해도 관련, 용해도는 기체분압에 바례 C(용해도)=H*P

* 그레이엄의 법칙 : 확산속도 V는 분자량의 제곱근에 반비례

* 르샤틀리에 원리 : 평형상태에 있을 때 농도, 온도, 압력 변화시키면 변화 없애는 방향 반응

(흡열반응=정반응, 발열발응=역반응 / 비활성기체 첨가 영향X, 압력 증가시 몰수 감소시키는 방향)

 

* 농도평형상수 K : 온도에의해 변화, 초기농도와 관련 X, 정반응속도=역반응속도

* 반응지수 Q : Q>K 인 경우 역반응, Q<K 인 경우 정반응 같은 경우 평형

* 평형상수 = 정반응속도/역반응속도

 

반응속도 : 온도, 압력, 농도, 표면적 등 요인, 이온화에너지 낮을수록 반응속도 빨라짐, 비공유물질의 반응속도 공유결합 물질보다 빠름, 정촉매 이용시 활성화에너지 감소시켜 반응속도 증가, 부촉매 이용시 활성화에너지 증가시켜 반응속도 느려짐

(반응물질 많을수록 느림, 공유결합 많을수록 느림, 이온결합물질 공유결합물질보다 빠름 )

(온도 10도 상승당 약 2배 반응속도 증가)

NO2 : 적갈색, NO독성 5배이상, 난용성

N2O : 무색, 달콤한 냄새(웃음기체), 대류권에서 온실가스, 성층권에서 오존층 파괴물질

CO : 헤모글로빈과 친화력 산소에 비해 200배 이상 강함

온실기체 종류 : CO2 CH4 N2O아산화질소 HFCs수소불화탄소 PFCs과불화탄소 SF6

산성비 유발물질 : SOx NOx HCl Cl2 HF / SO가 가장 큰 영향 – 50% 이상

오존층 파괴물질 : CFC Halon CCl4 HCFC

광화학스모그 : NOx 탄화수소(VOCs) 반응 -> 오존, 에어로졸(H2SO4 PAN H2O2 HNO3 알데히드)

 

* 흡열반응 -> 온도 증가시킬 경우 , 정반응 쪽 반응 진행, 온도 낮추면 역반응 쪽

발열반응 -> 반대, 온도 증가시키면 역반응 쪽

 

 

2. 액체화학

 

* 삼투압 : 반트호프의 법칙 – 용액의 농도와 절대온도에 비례 (삼투압= 몰농도m*절대온도T*상수R)

농도 낮은쪽에서 높은쪽으로 용매 이동

 

* 지시약

 

- 메틸오렌지 : 빨 노 노

- BTB : 노 녹 파

- 페놀프탈레인 : 무 무 빨

 

* 완충용액

 

- 공통이온 효과에 의해, 약산 약염기에 그 짝염기와 짝산 1:1 몰수비로 혼합하여 제조

- 완충용액은 약산의 pKa와 거의 동일한 pH가짐/ 강산이나 강염기 첨가해도 거의 변하지 X

- 헨더슨 하셀발히 식 : pH= log(1/Ka)+ log (염 mol/ 산 mol)

 

* 콜로이드

 

- 입자상의 분산질로 크기가 1nm~ 1um의 범위, 육안식별 불가능(나노미터~ 마이크로)

- 틴들(산란), 브라운(불규칙운동), 투석(통과X), 흡착, 전기영동

- 친수성의 경우 물과섞여 에멀젼(틴들X), 소수성의 경우 현탁(부유상태) 존재 –틴들현상 발생

 

* 산화수

 

- 수소 평소 +1, 금속과 결합할 경우 –1

- 산소 통상 +2, 과산화물에서 –1, 초과산화물 –1/2, OF2에서는 +2

 

* 금속의 이온화경향 크기

K Ca Na Mg Al Ar Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 크카나마알아철니주납수구수은백금

-> 환원력 결정, 클수록 환원되기 어렵다

* 전기분해 (전기 E -> 화학 E)

 

+ 극에서 산화발생(산소O-), -극에서 환원(수소H+)

1) 석출물 질량 : 가해준 전하량 * 당량 (가한 전하량/기준전하량(96500) * 원자량/전자가)

2) 생성 부피 : 질량과 마찬가지 방법

 

* 화학전지(화학E -> 전기 E)

 

전기분해와 반대, +극에서 환원, -극에서 산화발생 -> 산화전극에서 환원전극으로 전자이동

분극현상 발생 : +극에서 수소 발생하는데 수소가 환원 억제, 전류흐름 방해하여 전압 떨어짐

표준전위 : 25C 1기압 상태, 수소 표준환원전위 0이므로, +인 경우 수소보다 환원 잘된다

산화환원전위 E = Eo - (-0.0592/n*log(Ox/Red)) (Eo= 표준전위= 환원-산화) - ORP

전극전위 자유에너지 G= -nFE = -R* T* lnK

 

1) 볼타전지 : 구리, 아연 이용/ 아연이 이온화경향 크므로 전자 내놓고 산화, -극 된다, 구리는+, 환원

- 극(아연, 산화전극)에서 전자 내놓는 반응, +극(구리, 환원전극)에서 수소발생

2) 다니엘전지 : 볼타전지에서 추가로 염다리 연결, 분극현상 발생하지 않음

- 극(아연, 산화전극)에서 전자 내놓는 반응, +극(구리, 환원전극)에서 구리석출(질량증가)