다음 평형 반응식의 평형 상수 K값의 크기를 순서대로 바르게 나열한 것… | [9급 지방직 화학] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

다음 평형 반응식의 평형 상수 K값의 크기를 순서대로 바르게 나열한 것은?
ㄱ. $\mathrm{H_3PO_4(aq)+H_2O(l)\rightleftarrows H_2PO_4^-(aq)+H_3O^+(aq)}$
ㄴ. $\mathrm{H_2PO_4^-(aq)+H_2O(l)\rightleftarrows HPO_4^{2-}(aq)+H_3O^+(aq)}$
ㄷ. $\mathrm{HPO_4^{2-}(aq)+H_2O(l)\rightleftarrows PO_4^{3-}(aq)+H_3O^+(aq)}$

ㄱ＞ㄴ＞ㄷ

ㄱ＝ㄴ＝ㄷ

ㄴ＞ㄷ＞ㄱ

ㄷ＞ㄴ＞ㄱ

세 반응의 평형 상수는 ㄱ＞ㄴ＞ㄷ 순이다.
세 반응은 인산의 단계별 이온화이며 차례로 $K_{a1}, K_{a2}, K_{a3}$에 해당한다. 음전하를 띤 화학종일수록 양성자를 떼어 내기 어려워 단계가 진행될수록 K가 크게 작아진다.
세 값이 같다는 배열: 이미 음전하를 띤 이온에서 $\mathrm{H^+}$을 떼려면 정전기적 인력을 더 이겨야 하므로 같을 수 없다.
둘째 단계가 가장 크다는 배열: 중성 분자인 $\mathrm{H_3PO_4}$의 이온화가 가장 쉬우므로 첫 단계가 가장 크다.
셋째 단계가 가장 크다는 배열: 전하가 가장 큰 $\mathrm{HPO_4^{2-}}$의 이온화가 가장 어려워 오히려 가장 작다.