이 칼럼 때문에 1컷 50 (화학1-4편) 2022ver.
오늘은 Step2-2 중화반응 문제를 풀 때 쓰는 명제와 NT로 증명에 대해 작성해보겠습니다.
<총 이온 수 그래프>
중화 반응을 공부하면 다음과 같은 그래프들을 보게 됩니다.
위의 그래프는 중화 반응 문제에서 가장 기본이 되는 총 이온 수 관련 자료를 이해하기 위한 가장 기초적인 자료 해석입니다. 그러나 위의 그래프만 이용하여 모든 문항을 자유자재로 풀 수 없습니다. 그러니 위의 그래프만 암기하여 풀려는 자세는 지양하는 것이 좋습니다.
위의 그래프 모두 NT로 해석 가능합니다. 많이 알려진 명제들부터 차례로 증명하겠습니다.
1. 1가 용액에 1가 용액을 주입하는 경우 중화점 전까지 총 이온의 수는 일정하다.
1M NaOH(aq) 10mL에 1M HCl(aq) 15mL를 주입하는 경우를 생각해보겠습니다. NT를 작성하면 다음과 같습니다.
중화점 이전까지 즉, 용액에 들어 있는 H+/OH-의 종류가 바뀌기 전까지는 Na+는 구경꾼 이온이므로 변하지 않습니다. 따라서 제 1 명제인 “모든 용액은 전기적으로 중성이다.”에 따라서 경계선 아래에서 이온들의 비는 달라지겠지만 총 음이온의 개수는 Na+의 개수와 같은 10개가 나와야합니다. 따라서 중화점 이전까지 총 이온 수는 변하지 않습니다. 그러나 중화점 이후 즉, 용액에 들어 있는 H+/OH-의 종류가 바뀐 이후는 경계선 위에 알짜 이온이 추가로 들어오게 되므로 총 이온 수가 증가하게 됩니다.
2. 1가 용액에 2가 용액을 주입하는 경우 처음 들어 있는 총 이온 수와 중화점의 총 이온 수 비는 4:3이며 중화점을 기준으로 전과 후의 기울기의 절댓값 비는 1:3이다.
1M NaOH(aq) 20mL에 1M H2SO4(aq) 15mL를 주입하는 경우를 생각해보겠습니다. NT를 작성하면 다음과 같습니다.
2가 이온은 1개당 전하량이 1가 이온의 2배이므로 2가 이온 1개와 1가 이온 두 개의 전하량이 같습니다. 중화점 이전까지는 경계선 위에는 구경꾼 이온인 Na+만 존재하므로 경계선 아래의 전하량은 20으로 일정해야합니다. 2가 이온 1개는 1가 이온 2개의 역할을 하므로 2가 이온이 1개 늘면 1가 이온은 2개가 줄어야 일정한 전하량을 유지할 수 있습니다.
따라서 중화점 이전까지 총 이온 수는 2가 이온이 들어간 개수만큼 줄어듭니다. 중화점에는 처음 들어 있던 구경꾼 이온의 절반만큼 2가 이온이 들어있게 됩니다. 중화점 이후에는 1개의 2가 용액에 3개의 이온이 나오므로 총 이온 수는 2가 이온이 들어간 개수의 3배만큼 늘어납니다. 그러므로 1가 용액에 2가 용액을 주입하는 경우 처음 들어 있는 총 이온 수와 중화점의 총 이온 수 비는 4:3이며 중화점을 기준으로 전과 후의 기울기의 절댓값 비는 1:3입니다.
3. 2가 용액에 1가 용액을 주입하는 경우 중화점 전까지 총 이온의 수는 일정하다.
1M H2SO4(aq) 5mL에 1M NaOH(aq) 15mL를 주입하는 경우를 생각해보겠습니다. NT를 작성하면 다음과 같습니다.
중화점 이전까지 경계선 아래는 구경꾼 이온인 2가 이온만 있으므로 경계선 위의 이온들의 총 전하량은 10으로 고정되어 있습니다. 경계선 위는 1가 이온들로만 이루어져 있으므로 이온의 개수의 총합도 10개여야 하므로 중화점 이전까지 총 이온 수는 변하지 않습니다.
결론은 모든 중화 반응 문제를 풀 때 제가 이용하는 것은 두 가지입니다.
1. 모든 용액은 전기적으로 중성이다.
2. NT를 작성한다.
저도 다양한 스킬들을 모두 암기하여 풀던 때가 있었습니다. 그러다보니 계속 스킬에 집중하게 되고 새로운 문제를 풀 때 “내가 쓰는 스킬로 안 풀리면 어쩌지?” 늘 불안함에 시달렸습니다. 평가원 문제는 기본적인 자료를 바탕으로 새롭게 자료를 제시하므로 이런 스킬들에 의존하는 것에 의미가 없다고 느꼈습니다. 따라서 저는 가장 기본으로 회귀하여 저의 원칙을 만들었습니다. 탐구는 시험장에 들어갈 때 가장 단순하지만 내가 가장 잘 쓸 수 있는 도구 몇 개만 들고 가는 것이 좋다고 생각합니다.
단언컨대 NT작성과 제 1 명제만으로 모든 중화반응 문제를 풀 수 있습니다. 나머지 자료 해석은 다양한 문제를 접해보는 방법 외엔 없습니다. 일정 이상 문제들을 풀게 되면 어떤 문제라도 풀어 낼 수 있다는 자신감이 생기는 순간이 오게 될 것입니다. 그 때까지 저는 더 도움 되는 글로 찾아뵙겠습니다. 다음 글에는 실전 NT적용법을 보여드리겠습니다.
어떠한 방식으로든 읽어주신 분께 도움이 되길 바라며 마치겠습니다. 감사합니다.
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
높3~낮2 만들려면 기출만 여러번 푸는게 나을까요 아님 미친개념같은 실전개념을 먼저...
-
내신 뒤집는 건 무리이려나
-
듣기에 기분이 나쁜 소리이긴 하지만 틀린 말은 아니라고 생각합니다. 오르비분들은...
-
제목 잘 보세요.
-
워드마스터 0
보통 워드마스터 뭐 사나요..? 종류가 너무 많던데
-
노래가 다 미챳네 시어ㅓㄴ시원하니 캬ㅏ
-
스카에 원피스입고와서 웃겼나ㅋㅋ 근데 님들은 이상황이면 무슨 생각드심? 저는 그렇게...
-
국어 옛기출 4
말 그대로 옛기출 최근 7~8개년 이전 기출들 선별없이 전부 모아둔 책이 요즘도...
-
크아아악
-
순한줄 알았지? 맛 서바
-
순한맛 서바
-
작화를 버틸 수 있을까
-
일단 특강 신청해 주셔서 감사하구요^^ (특강은 모두 정상적으로 개강하기로...
-
저는...
-
늦나요?
-
본작의 세 주인공 중 한명이자 인지도 원탑. 리바이와 함께 세계관 최강자 타이틀과...
-
킬캠이랑 강k 해봤는데 택도 없어서 갓다 버렸고, 강x 시즌 1 해봤는데 그냥은...
-
20이랑 24는 진짜 왜 틀렸지 진짜 연휴동안 수학 ㅈㄴ 판다
-
남은 시점 동안 김동욱 일클할지 장클할지 고민이예요.. 강기본 끝냈고 강기분은 지금...
-
그래도 계속 하니 뭔가 좀 속도가 느는구나 수능 때 2만 나와줘라 부탁한다
-
화미생지 높4라 해도 인서울은 되나
-
ㅎ.ㅎ 다이어트하는디 감튀만 안 먹으면 되지않나
-
지금까지 모델은 아니었는데 얘 물리 진짜 ㅈㄴ 잘함 대학원 물리학 전공과목 연습문제...
-
선지 ㄷ에서 칸트,테일러,레건이 도덕적으로 존중받는 대우를 동등하게 받아야한다고...
-
큰일났네 6광탈 각인데
-
6모 + 9모 둘다 국영수 3합5이고 9모때 국어 커하찍어서 딱 2문제 틀리고...
-
좋아 5
좋은아침이라는뜻
-
아침을 핫커피 한잔으로 시작하는게 너무 좋아서 습관이 되었는데 수능까지 2달 남은...
-
700은 심햇지 다같이 하지맙시다ㅇ ㅇ
-
국어공부 0
하기싫다하
-
정시로 기균인데 11211이면(한국사 3이내라고 가정하고) 어디까지 가능할까요?...
-
아무거나 수위노상관..
-
능망념 봉망념 2
-
막 가끔씩 온몸이 윰직이기 싫고 힘이 빠지면서 아무것도 하기 싫어지는 건 저만...
-
사회교육과 생각중인데 필수인가요??..
-
변호사 0
벼농사
-
설의 정시 0
언매 미적 물1 지2해도 합격 가능한가요? 과탐 투투 해야되나요?
-
그런 생각 한 적 없구요 어그로 한번 끌어봤습니다. 아마 수시로 한의대를 갈 거...
-
어흥
-
작년보다 더 괴랄한데 진짜..
-
밥먹자고 해놓고 8
사달라는 마인드는 뭘까
-
궁금한점!! 0
제가 다이랙트샵에서 아이폰15 프로를 잘못구매해버려서 완전 미개봉(새상품) 상태로...
-
수열 {An} 에서 An = (루트n+1)+(루트n) 분의 1 일때, 수열의 급수가...
-
하루에 실모 한두개 풀고 학원에서 맨날 트위치만 보다가 재수학원 담임쌤한테 걸려서...
-
지금은 관해 판정 바라보고 있고... 공부하다가 심심해서 질문 받아봅니다 기계공학과...
-
지금까지 해 본 탐구 중에
-
1.오르새선생님 공통 최상위반은 어느정도 수준인가요 2.현강에서도 기출 100선만...
-
물1 다이오드 질문 11
여기서 A다이오드는 pn이에요 np에요? pn 맞죠?
-
ㅇㅇ
-
오르비는 다들 배우신 분들이라 그런지 상상했던거랑은 다르게 조롱이 하나도 없었어요...
읽어주셔서 감사합니다^^
좋은 자료 감사합니다~
-생지러-
의도 하지 않은 방향으로 흘러가는것 같군요^^
고맙습니다~
-물생러-