1.0 M HF와 1.0 M HOC6H5를 함유한 용액의 pH

1.0 M HF와 1.0 M HOC6H5를 함유한 용액의 pH

 

 

1.0 M HF와 1.0 M HOC6H5를 함유한 용액의 pH를 계산하라.

또한 평형 상태에서 OC6H5-의 농도를 계산하라.

 

Calculate the pH of a solution that contains 1.0 M HF and 1.0 M HOC6H5.

Also calculate the concentration of OC6H5- in this solution at equilibrium.

 

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HF (hydrofluoric acid) 의 Ka = 7.2×10^-4 (pKa = 3.14)

C6H5OH (phenol) 의 Ka = 1.6×10^-10 (pKa = 9.80)

 

두 약산의 Ka 값을 비교하면, HF가 페놀보다 훨씬 강한 산임을 알 수 있다.

HF is about 5 million times more acidic than phenol.

(7.2×10^-4) / (1.6×10^-10) = 4,500,000

 

따라서 용액의 pH를 계산할 때, 페놀에 의한 H+ 농도는 무시한다.

Therefore, in calculating pH, you can ignore the contribution of the phenol:

 

HF의 산 해리상수 식으로부터 평형에서의 H+ 농도를 구해, pH를 계산한다.

HF(aq) ⇌ H+(aq) + F-(aq)

Ka = (x)(x) / (1.0–x) = 7.2×10^-4

 

1.0–x ≒ 1.0 이므로, 근사적으로 계산하면,

( 보충설명 http://ywpop.tistory.com/2981 )

x = ( (7.2×10^-4)(1.0) )^(1/2)

= 0.02683 M = [H+]

pH = -log[H+] = -log(0.02683) = 1.57

 

 

페놀의 산 해리상수 식에서, 평형에서의 H+ 농도는

HF의 H+ >>> 페놀의 H+ 이므로,

HF의 H+ 농도를 대입해서 x, 즉 C6H5O- 농도를 계산한다.

The equilibrium of phenol dissociation is suppressed by the H+ from the HF:

C6H5OH(aq) ⇌ H+(aq) + C6H5O-(aq)

Ka = (0.02683)(x) / (1.0–x) = 1.6×10^-10

1.0–x ≒ 1.0 이므로, 근사적으로 계산하면,

x = (1.6×10^-10)(1.0) / (0.02683)

= 5.96×10^–9 M = [C6H5O-]