0.1 M Ca^2+ 용액 20 mL를 0.1 M EDTA로 적정

0.1 M Ca^2+ 용액 20 mL를 0.1 M EDTA로 적정

착물 형성상수와 킬레이트 적정

 

 

pH 10으로 완충된 0.1 M Ca^2+ 용액 20 mL를

0.1 M EDTA로 적정하고자 한다.

당량점(EDTA의 부피 = 20 mL)에서의

Ca^2+의 몰농도(M)는 얼마인가?

(단, CaY^2-의 Kf = 5.0×10^10 이고,

Y^4-로 존재하는 EDTA의 분율, α는

α = [Y^4-] / [EDTA] = 0.35 이다.)

 

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반응식

Ca^2+(aq) + Y^4-(aq) ⇌ CaY^2-(aq)

 

 

 

Y^4-가 35% 존재하므로,

Kf’ = Kf × α = (5.0×10^10) × 0.35 = 1.75×10^10

 

( Kf는 Y^4-가 100% 존재할 때 CaY^2-의 형성상수이고,

Kf’는 Y^4-가 35% 존재할 때 CaY^2-의 형성상수임. )

 

 

 

Ca^2+의 몰수 = (0.1 mol/L) × 0.020 L = 0.002 mol

 

 

 

Ca^2+(aq) + Y^4-(aq) ⇌ CaY^2-(aq)

 

Ca^2+ : CaY^2- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

생성된 CaY^2-의 몰수 = 0.002 mol

 

 

 

전체 부피 = 40 mL 이므로,

생성된 CaY^2-의 몰농도 = 0.002 mol / 0.040 L = 0.05 M

 

 

 

[문제 해결의 key point]

생성된 CaY^2- 착물은 매우 안정하므로

( ∵ 매우 큰 Kf’값 )

( 참고: 매우 큰 Kf’값 https://ywpop.tistory.com/10609 )

 

약산의 이온화 평형처럼, 생성된 착물의 해리 평형으로,

당량점에서 존재하는 Ca^2+의 농도를 계산한다.

( 참고: 약산의 이온화 평형 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

 

 

................. CaY^2- ⇌ Ca^2+ + EDTA

평형에서 ... 0.05–x ..... x .......... x

 

K = (x)(x) / (0.05–x) = 1 / Kf’ = 5.7143×10^(-11)

 

 

 

해리되는 양이 매우 작으므로,

( ∵ 매우 작은 K값 )

 

0.05–x ≒ 0.05 라 근사처리하면,

x^2 / 0.05 = 5.7143×10^(-11)

 

x = [0.05 × (5.7143×10^(-11))]^(1/2)

= 1.69×10^(-6) M

= 1.7×10^(-6) M

 

 

 

답: 1.7×10^(-6) M

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/4587 ] 0.20 M Mg^2+ 50 mL를 0.20 M EDTA로 적정한다. 당량점(50 mL)에서 Mg^2+의 농도는?

 

 

 

[키워드] 착물 형성상수 기준문서