진주와 식초. CaCO3 - CH3COOH 혼합용액의 pH

진주와 식초. CaCO3 - CH3COOH 혼합용액의 pH

 

 

진주 1.0 g이 아세트산의 농도가 0.03 M인 식초(CH3COOH) 1.0 L에 완전히 녹았다면

남아있는 식초의 pH는 얼마인가?

진주는 CaCO3로만 이루어졌다고 가정.

CaCO3의 분자량 = 100 g/mol

Ka(아세트산, 25℃) = 1.8×10^-5

 

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진주 1.0 g의 몰수를 구하면,

1.0 g / (100 g/mol) = 0.01 mol

 

0.03 M 식초 1.0 L에 들어있는 CH3COOH의 몰수를 구하면,

= (0.03 mol/L) * 1.0 L = 0.03 mol

 

진주와 식초의 균형 맞춘 반응식

CaCO3 + 2CH3COOH → Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2

 

CaCO3 : CH3COOH = 1 : 2 반응하므로,

반응 후 남아있는 CH3COOH의 몰수는 0.01 mol.

 

CH3COOH의 몰농도는 0.01 mol / 1.0 L = 0.01 M

 

CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-

Ka = x2 / (0.01-x)

( 약산의 평형상수 식 설명 http://ywpop.tistory.com/4294 )

 

(0.01-x) = 0.01 이라 가정하고, 근사적으로 x를 풀면,

x = ((1.8×10^-5)(0.01))^(1/2) = 0.00042

5% 검정하면,

0.01×5% = 0.0005 > 0.00042 이므로, 근사 허용.

 

x = 0.00042 M = [H+] 이므로,

pH = -log[H+] = -log(0.00042) = 3.4