안녕하세요 켈다샘입니다 ^^
열심히 공부하고 계시네요 시험이 얼마 안남았으니 chapter 별 문제뿐 아니라 실전 문제 full set 도 준비도 착실히 하심 좋을듯 합니다
무튼 질문으로 돌아가서..
Ka, Kb 를 포함하여 모든 Keq expression 은 solid liquid 는 제외하고 gas aqueous 만 포함하는 것이 당연히 기본입니다.
오, 그럼 이 문제는 말이 안되잖아요 라고 생각하실 수 있습니다...
사실.. 학생들에게 물어보기에 좀 너무 헷갈릴만한 example 을 칼리지보드가 시험에 냈다고 생각은 했습니다만
특이한 경우라 샘이 further work 에 하나 넣어두었었습니다. ^^;
원래 solid, liquid 가 expression 에 포함이 안되는 이유는
molarity 라는 concept 가 말이 안되고
molarity of solid - 말이 안되지요
molarity of liquid 역시 마찬가지로 말이 안됩니다. liquid 는 solution 이 아니라 pure substance 이므로 molarity 라는 단위가 필요하지 않습니다.
그러나 보다 근본적인 이유는
예를 들면 HF + H2O -> H3O+ + F- 같은 식을 썼을때
Ka = [H3O+]*[F-]/([HF]*[H2O]) 이렇게 쓸수는 있는데
H2O 의 amount 는 어차피 significant change 가 없을 것이기 때문에
H2O 의 molarity 라는 개념은 말도 안되지만, constant 로 취급되어 expression 에서 빠진 것입니다.
조금 어려울까요?
그래서.. 사실은.. solid, liquid 라도 reaction 을 participate 를 해서
involved 되는 경우, 또는 그 양이 significant 하게 변하는 경우에는 K expression 에 포함하게 되어있습니다 (물론 그런 경우가 일반적으로 ap 에 나오지는 않습니다)
자 학생이 이해가 안된 부분은 바로 아래 해설 부분인데요
샘이 위에서 말한 것과 같은 부분을 전혀 몰랐다 하더라도
Ka, H+, C6H5COO- 이 모든 것을 대입해도 Ka fraction 이 말이 되지 않지요
여기서 C6H5COOH는 -헷갈리게도- solid 인데도- reaction 에 involved 되어 Ka expression 을 같이 compose 하는 경우였답니다.
C6H5COOH solid 를 대입하지 않는다면
아예 Ka value = [H+]*[C6H5COO-] 라는 식 자체가 말이 안되겠지요 (계산을 해보시면 압니다 식이 성립하지 않습니다)
그래서 아래와 같이 C6H5COOH 를 plug in 해서 찾았는데요
molarity 가 3.7*10^-2 M 이 나오지만 solid 의 molarity 라는 것은 사실 말이 되지 않습니다
계산은 그렇게 하되
다시 volume을 곱하여
moles 로 바꿀 수밖에 없는 것이지요
하하 조금 복잡한가요..
너무 어렵게 생각할 일은 아닙니다만
조금 특이할 수 있는 경우라서
샘이 고민하면서도 further work 에 한 문제 넣어뒀습니다
^^;
이해에 도움 되시기 바라겠습니다~~~
켈다샘이