차아염소산(HOCl)의 해리백분율

차아염소산(HOCl)의 해리백분율

dissociation of hypochlorous acid

 

 

15 mg/L의 HOCl이 소독을 위하여 25℃의 물에 첨가되었으며,

평형에서 측정한 수용액의 pH가 7.0일 때,

최초 첨가한 HOCl 중의 몇 %가 해리되지 않고 수용액 상에 남아있을까요?

(단, 25℃에서 HOCl ⇌ H+ + OCl- 의 평형상수 K는 2.9×10^-8)

 

If 15 mg/L of HOCl(hypochlorous acid) is added to potable water at 25 °C, for disinfection, and the final pH of the disinfected water is 7.0.

Calculate the percent of HOCl that has not been dissociated.

HOCl ⇌ H+ + OCl- (pKa = 7.54)

 

If 15 mg/L of HOCl is added to a potable water for disinfection and the final pH is 7.0, what percent of the HOCl is not dissociated?

 

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HOCl의 몰질량 = 52.46 g/mol 이므로,

15 mg의 몰수를 계산하면,

15 mg / (52.46 g/mol) = 0.2859 mmol HOCl

 

0.2859 mmol HOCl이 1 L 용액 안에 용해되어있으므로,

HOCl의 몰농도는

0.2859 mM = 0.0002859 M = 2.859×10^-4 M

 

평형에서, pH = -log[H+] = 7

[H+] = 10^-7 M

 

평형에서, [OCl-]를 계산하면,

Ka = [H+][OCl-] / [HOCl] = 2.9×10^-8

(10^-7) (?) / (0.0002859) = 2.9×10^-8

? = [(2.9×10^(-8)) (0.0002859)] / (10^(-7))

= 8.291×10^-5 = [OCl-]

 

해리된 정도(% dissociated)를 계산하면,

[(8.291×10^(-5)) / 0.0002859] * 100 = 29%

 

따라서 해리되는 않은 정도(% undissociated)는 71%

 

 

답: 71%

 

 

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HOCl(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + OCl^-(aq)

 

Henderson-Hasselbalch 식으로 계산하면,

( 설명 http://ywpop.tistory.com/1926 )

pH = pKa + log{[A-]/[HA]}

 

7 = -log(2.9×10^(-8)) + log{[OCl-]/[HOCl]}

7 = 7.5376 + log{[OCl-]/[HOCl]}

-0.5376 = log{[OCl-]/[HOCl]}

[OCl-]/[HOCl] = 10^-0.5376 = 0.29

( [OCl-]/[HOCl] * 100 = 29% )

 

평형에서, [OCl-]를 계산하면,

[OCl-] = 0.29 * [HOCl] = 0.29 * 0.0002859 = 8.291×10^-5 M