0.01 M 황산(H2SO4) 용액의 pH

0.01 M 황산(H2SO4) 용액의 pH

 

---------------------------------------------------

 

황산은 2가산이므로, 다단계(2단계)로 이온화됩니다.

 

 

▶ 황산의 1단계 이온화 반응식

H2SO4(aq) → H^+(aq) + HSO4^-(aq)

 

이 경우 거의 100% 이온화되므로,

[H2SO4] = [H^+] = [HSO4^-] = 0.01 M

 

 

▶ 황산의 2단계 이온화 평형 반응식과 평형 상수 (Ka = 1.2×10^-2)

HSO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + SO4^2-(aq)

Ka = [H^+][SO4^2-] / [HSO4^-] = 0.012

 

 

2단계 이온화 평형 반응식을 화학량론에 기초하여, ICE 도표를 만들면,

 

............. HSO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + SO4^2-(aq)

초기(M) .... 0.01 ........... 0.01 ......... 0

변화(M) .... -x ............. +x ............ +x

평형(M) .... 0.01-x ........ 0.01+x ....... x

 

여기서 초기 농도가 [HSO4^-] = [H^+] = 0.01 M인 이유는

1단계 이온화 과정에서 생성되어 용액 중에 이미 존재하기 때문입니다.

 

다단계로 이온화되는 산(또는 염기)의 경우, 이점에 주의해야 합니다.

 

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

Ka = (0.01+x)(x) / (0.01-x) = 0.012

0.01x + x^2 = 0.00012 – 0.012x

x^2 + 0.022x – 0.00012 = 0

x = 0.004524

 

 

따라서 평형에서 [H^+]는

0.01 + 0.004524 = 0.014524 M 이므로,

 

0.01 M H2SO4 용액의 pH는

pH = -log(0.014524) = 1.8379 가 됩니다.

 

 

실제로 0.01 M H2SO4 용액의 pH는 1.7보다는 약간 높습니다.

( pH = -log(0.02) = 1.7 )

pH 1.7은 2개 수소 모두 100% 이온화된다고 가정하고 계산한 값이기 때문입니다.

H2SO4(aq) → 2H^+(aq) + SO4^2-(aq)

 

 

중요한 것은 고등학교뿐만 아니라 대학교 교재에서도

2가 이상의 강산 또는 강염기의 pH는

모든 수소 이온 또는 수산화 이온이

100% 이온화된다고 가정한 농도값으로 계산한다는 것입니다.

 

 

 

[ 0.1 M 황산 용액의 pH https://ywpop.tistory.com/5813 ]

 

[ 0.001 M 황산 용액의 pH https://ywpop.tistory.com/6666 ]

 

 

 

[키워드] 황산 용액 pH, 황산 용액의 pH, 황산 pH, 황산의 pH