완충 용액 시뮬레이터

완충 용액 시뮬레이터 사용법

1. 왼쪽 비커에는 완충 용액, 오른쪽에는 같은 부피의 순수한 물이 들어 있습니다. 산 넣기나 염기 넣기를 누르거나 계속 넣기를 고르면 두 비커에 같은 양이 들어갑니다. 액체는 만능 지시약처럼 색이 바뀌고, 비커마다 위에 pH가 표시됩니다.
2. 완충 용액에서는 염기를 넣으면 파란 산형 분자가 노랗게(염기형) 바뀌고 산을 넣으면 다시 돌아오지만, 빨간 H₃O⁺ 점은 거의 늘지 않습니다. 물에서는 한 방울마다 자유 H₃O⁺나 OH⁻가 나타나고 pH가 몇 단위씩 뜁니다. 그래프는 두 비커의 적정 곡선 전체를 양쪽 방향으로 그립니다.
3. 완충 용액의 종류, 농도, 처음의 염기 대 산 비를 바꿔 보세요. 완충 용액은 pKa 근처에서, 진할수록 강하며, 한쪽 형태가 바닥나면 힘을 잃습니다. 앞으로 받아들일 수 있는 산이나 염기의 양을 보면 알 수 있습니다. 원하는 pH의 완충 용액을 만들려면 완충 용액 계산기를 쓰세요.

자주 묻는 질문

완충 용액은 어떻게 작동하나요?

약산과 그 짝염기를 함께 담고 있습니다. 예를 들어 아세트산과 아세트산 이온입니다. 넣은 H⁺는 염기가 받아들이고(A⁻ + H⁺ → HA), 넣은 OH⁻는 산이 중화합니다(HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O). 자유 H⁺가 크게 바뀌는 대신 A⁻와 HA의 비가 조금 바뀌고, pH는 그 비의 로그를 따릅니다.

헨더슨-하셀바흐 식이란 무엇인가요?

pH = pKa + log₁₀([A⁻] ÷ [HA])입니다. 산형과 염기형이 같은 양이면 pH는 pKa와 같고, 염기가 10배면 pKa + 1, 산이 10배면 pKa − 1입니다. 보통 농도에서 대략 pKa − 1부터 pKa + 1 사이에서는 아주 좋은 근사이며, 시뮬레이션은 이를 정확한 pH와 나란히 보여 줍니다.

완충 용량이란 무엇인가요?

pH를 한 단위 바꾸는 동안 완충 용액이 흡수할 수 있는 강산이나 강염기의 양입니다. pH = pKa에서 가장 크고 양쪽으로 갈수록 줄며, 전체 농도에 비례합니다: 100 mM 완충 용액은 10 mM보다 열 배 많은 산을 견딥니다. 필요한 pH에서 1 이내에 pKa가 있는 완충 용액을 고르세요.

물의 pH는 왜 산 한 방울에 이렇게 많이 떨어지나요?

순수한 물에는 H⁺가 10⁻⁷ M밖에 없습니다. 1 M HCl 1 mL를 100 mL에 넣으면 H⁺가 약 0.01 M, 10만 배가 되므로 pH가 7에서 2로 떨어집니다. 완충 용액에서는 같은 산이 약산 HA로 바뀌어 자유 H⁺가 거의 변하지 않습니다.

WebGL이 꺼져 있다고 나옵니다.

3D 화면에는 WebGL이 필요하며, 최신 브라우저는 모두 지원합니다. 브라우저 설정에서 하드웨어 가속이 꺼져 있거나 그래픽 드라이버가 매우 오래되면 비활성화될 수 있습니다. 하드웨어 가속을 켜거나 다른 브라우저를 사용해 보세요.

무언가 업로드되나요?

아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.