RICE 차트

RICE 차트(RICE chart)란 화학 평형 반응에서 농도변화를 기록하는 다형식 계산법이다.

이것은 화학에서 반응물질의 물질량을 기록하는데 사용되며 또한 우리가 풀려고 하는 물질의 농도를 구조화 한다

RICE chart, 혹은 RICE box는 평형 반응에서 농도변화를 기록하는 다형식 계산법이다. RICE는 각각 "Reaction(반응), Initial(처음), Change(변화), Equilibrium(평형)"을 나타낸다. 이것은 화학에서 반응물질의 물질량을 기록하는데 사용되며 또한 우리가 풀려고 하는 물질의 농도를 구조화 한다.

예시

과정을 나타내기 위해서, 물에 약산, 즉 HA를 녹이는 경우를 고려해야한다. 어떻게 pH수소 이온 농도가 계산될 수 있을까? 이것을 예시로 들어보자, 우리는 그 산성이 많이 약하지 않을것이라고 추측한다. 그리고 농도는 많이 묽지 않다. 그래서 [OH−]이온의 농도는 무시될 수 있다. 이것은 최종 pH가 6 혹은 그 이하가 될 것이라는 가정과 동일하다. pH계산을 좀 더 자세하게 보자. 처음으로 평형식을 써라. 이것은 보통 'R'로 여겨진다.

$HA\rightleftharpoons A^{-}+H^{+}$

표의 세로줄은 세 개의 평형 상수로 이루어져 있다.

R	[HA]	[A−]	[H+]
I	Ca	0	0
C	-x	+x	+x
E	Ca - x	x	x

I라고 이름붙여진 첫줄은 최초 상태를 가지고 있다 : 이때의 C_a값은 산 농도가 아주 작고, 처음에는 해리되지 않는다. 따라서 A⁻ and H⁺의 농도는 0이다.

C라고 이름 붙여진 둘째 줄은 반응 중간에 일어나는 변화를 구체화한다. 산이 해리되면, 이것의 농도는 -x의 양에 의해 변한다. 그리고 A⁻ and H⁺의 농도 또한 +x의 양에 의해 변한다.

E라고 이름 붙여진 셋째 줄은 첫 번째와 두 번째 줄의 합이며 각각의 최종 농도를 보여준다. [H⁺] = x라는 것을 표의 평형에서 알 수 있다. x를 찾기 위해서 평형 상수는 반드시 존재해야 한다.

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

농도를 ICE table의 마지막 줄에서 알 수 있는 값으로 교체한다.

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

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

C_a 와 K_a의 특정 값은 이 이차방정식으로 x를 이용해 풀 수 있다.

pH = -log₁₀[H⁺]가pH = -log₁₀x로 풀려질 수 있다.

만약 해리정도가 적당히 작다면,C_a ≫ x와 식은 :$K_{a}={\frac {x^{2}}{C_{a}}}$와 pH= 1/2( pK_a - log C_a)로 간단히 될 수 있다. 이 대략적인 식은 pK_a값이 2배가량 크고 농도가 충분히 클 때 좋다.