라이스 차트

ICE 테이블 또는 RESS 박스 또는 RESS 차트는 평형 반응에서 농도의 변화를 추적하는 표 체계다. ICE는 초기, 변화, 평형을 의미한다. 화학에서 반응물질의 물질의 양 변화를 추적하고, 또한 해결하고자 하는 일련의 조건들을 정리하기 위해 사용된다.^[1] 일부 출처는 추가된 R이 테이블이 참조하는 반응을 나타내는 RICE 테이블(또는 상자 또는 차트)을 가리킨다.^[2]

예

공정을 설명하려면 약한 산인 HA를 물에 녹이는 경우를 고려하십시오. pH는 ICE 테이블을 사용하여 계산할 수 있다. 이 예에서는 산성이 그다지 약하지 않고, 농도가 그다지 희석되지 않아 [OH⁻] 이온의 농도를 소홀히 할 수 있다고 가정하고 있다. 이는 최종 pH가 약 6 이하가 될 것이라는 가정에 해당한다. 자세한 내용은 pH 계산을 참조하십시오.

먼저 평형표현을 적어라.

$${\displaystyle {\ce {HA<=}{A^{-}+{H+}}}}}$$

첫 번째 행은 반응을 보여주는데, 어떤 저자는 R이라고 부르고 어떤 저자는 공백으로 둔다.

I라는 레이블이 붙은 두 번째 행에는 초기 조건이 있다: 산의 공칭 농도는 C이고_a 초기에는 분리가 되지 않기 때문에 A와⁻⁺ H의 농도는 0이다.

C라는 레이블이 붙은 세 번째 행은 반응 중에 발생하는 변화를 지정한다. 산이 분리되면$,{\displaystyle }$ 그 농도는 ${\displaystyle x}$ ${\displaystyle -x}$만큼$$변화하고 A와⁻⁺ H의 농도는 모두 양${\displaystyle }$+ ${\displaystyle x}$ ${\displaystyle +x}$만큼 변화한다$.$ 이는 질량 균형(각 원자/분자의 총 수는 그대로 유지되어야 함)과 전하 균형(반응 전과 후의 전하의 합은 0이어야 함)을 고려한 것이다.

"x" 앞의 계수는 제품에 대한 반응제의 몰 비와 관련이 있다는 점에 유의하십시오. 예를 들어, 반응 방정식이 제품에 2⁺ H 이온을 가지고 있다면, 해당 셀의 "변화"는 "2x"가 될 것이다.

네 번째 행은 E라고 라벨이 붙여진 것으로, 처음 두 행의 합으로 평형 상태에 있는 각 종의 최종 농도를 보여준다.

표에서 평형 상태에서⁺ [H] = x라는 것을 알 수 있다.

x를 찾으려면 산분해 상수(즉, 산-베이스 분해를 위한 평형 상수)를 지정해야 한다.

$${\displaystyle K_{\text{a}={\frac {{\ce{[]H^+][A^-]}}{{\ce {[]HA]}}}}$$

농도를 ICE 테이블의 마지막 행에 있는 값으로 대체하십시오.

$${\displaystyle K_{\text{a}}={\frac {x^{2}}:{C_{a}-x}}}}$$

$${\displaystyle x^{2}+K_{\text{a}x-K_{\text{a}C_{a}=0}$$

이_a 2차_a 방정식은 C와 K에 대한 구체적인 값으로 x에 대해 해결할 수 있다. pH = -log₁₀[H⁺]를 가정하면^[3] pH = -logx로₁₀ 계산할 수 있다.

분리의 정도가 상당히 작으면 C_a ≫ x와 표현은 단순화된다.

$${\displaystyle K_{\text{a}}={\frac {x^{2}}:{C_{a}}}}}$$

참조