CH3COOH 완충 용액의 pH. 강산 첨가 후 pH

CH3COOH 완충 용액의 pH. 강산 첨가 후 pH

 

 

0.2 M 아세트산 14.8 mL와 0.2 M 아세트산나트륨 35.2 mL로 완충용액 50 mL를 만들고,

이 완충용액 49 mL에 1 M HCl 1 mL를 넣었을 때 완충용액의 pH를 구하시오.

 

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▶ 참고: 완충용액에 강산 또는 강염기를 가했을 때 일어나는 현상

[ https://ywpop.tistory.com/4319 ]

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▶ CH3COOH의 pKa = -log(1.8×10^(-5)) = 4.7447

 

▶ Henderson-Hasselbalch 식 ( 설명 https://ywpop.tistory.com/1926 )

pH = pKa + log{[짝염기]/[약산]}

 

 

 

> 약산의 몰수 = (0.2 mmol/mL) × 14.8 mL = 2.96 mmol

> 짝염기의 몰수 = (0.2 mmol/mL) × 35.2 mL = 7.04 mmol

 

 

 

a) 완충용액 50 mL의 pH

pH = pKa + log{[짝염기]/[약산]}

= 4.7447 + log(7.04/2.96)

= 5.1210

 

 

 

b) 1 M HCl 1 mL의 몰수

= (1 mmol/mL) × 1 mL = 1 mmol H^+

 

 

완충용액 49 mL에 들어있는 약산의 몰수

(2.96 mmol / 50 mL) × 49 mL = 2.9008 mmol

 

 

완충용액 49 mL에 들어있는 짝염기의 몰수

(7.04 mmol / 50 mL) × 49 mL = 6.8992 mmol

 

 

 

완충용액에 강산을 가하면, 약산의 이온화 반응의 역반응이 일어나며, 그 결과,

가해준 강산의 몰수만큼, 약산은 증가하고, 짝염기는 감소한다.

 

	CH3COO^-	+	H^+	→	CH3COOH
첨가 전(mmol)	6.8992		0		2.9008
첨가(mmol)			1
첨가 후(mmol)	5.8992		0		3.9008

 

 

 

pH = pKa + log{[짝염기]/[약산]}

= 4.7447 + log(5.8992/3.9008)

= 4.9243

 

 

 

답: pH = 4.9243

( 완충용액에 강산을 소량 첨가하면, 완충용액의 pH는 약간 감소한다. )

 

 

 

[팁] 약산과 짝염기는 같은 용액에 함께 들어있으므로, 각 물질의 용액의 부피는 같다.

따라서 pH를 구할 때 몰농도 대신 몰수를 그대로 사용해도 된다.

 

 

 

[키워드] 아세트산 완충용액에 강산 기준문서