[자연과학] 완충용액에 관한 조사

①정의 외부로부터 어느 정도의 산이나 염기를 가했을 때, 영향을 크게 받지 않고 수소이온농도를 일정하게 유지하는 용액. ②완충용액의 원리 완충용액은 어떤 용액에 산과 염기를 추가로 넣고 나서도 그 용액의 pH 변화가 거의 없는 용액을 말한다. 완충작용의 원리를 이해하기 위해서 아세트산과 아세트산 음이온의 평형을 예로 들어 보면 이식에서 기호는 아세트산(CH3COOH)과 아세트산 음이온(CH3COO-)이 평형을 유지하고 있다는 것을 의미한다. 일정한 온도와 압력에서 평형상태에 있는 계에 반응물 혹은 생성물을 더하거나 빼면 반응이 왼쪽 오른쪽으로 이동한다. (르 샤틀리에의 원리) 만일 아세트산 음이온(CH3COO-)과 아세트산 (CH3COOH)이 많이 포함되어 있고 평형상태에 있는 용액에 산(H+)을 더하면 위 반응은 왼쪽으로 진행되면서 더해진 산이 많이 사라진다. 또 염기(OH-)를 더하면 H+ + OH-→H2O 반응이 일어나 H+가 사라지므로 위 반응은 오른쪽으로 진행되면서 없어진 H+를 보충해 준다. 즉 이런 화학적 구성을 지닌 용액에는 산과 염기를 더해도 그것을 없애는 방향으로 반응이 진행되면서, 새로운 평형상태에 이르게 된다. 이것이 완충작용의 핵심이며, 반응의 평형상수가 작다는 것도 효과적인 완충작용의 이유가 된다. 산(H+)을 더해준 경우, 많아진 H+를 제거하기 위해 화학반응이 왼쪽으로 진행 (역반응) 염기(OH-)를 더해준 경우, 부족해진 H+를 채우기 위해(OH-와 반응하여 없어지므로) 화학반응이 오른쪽으로 진행(정반응) ③Henderson-Hasselbalch 식에 의한 완충용액 설명 완충용액은 약산과 그 약산의 짝염기, 약염기와 그 약염기의 짝산으로 만든다. 위에서 예로 들었던 약산인 아세트산(CH3COOH)과 아세트산의 짝염기인 아세트산 음이온(CH3COO-)을 적절한 비율로 섞으면 완충용액이 된다. 아세트산 음이온은 아세트산 염을 물에 녹이면 생성되는 화학종이다. 아세트산의 해리에 관한 평형식은 다음과 같이 표현된다. 식…
…