반-당량점에서 pH = pKa ★

반-당량점에서 pH = pKa

 

 

한 학생이 미지의 일양성자산을 NaOH 용액으로 적정하였다.

NaOH 12.35 mL를 가했을 때 용액의 pH는 5.22이었다.

NaOH 24.70 mL를 가했을 때 당량점에 도달하였다.

이 산의 Ka는 얼마인가?

 

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▶ 참고: 중화점의 정의

[ https://ywpop.tistory.com/21853 ]

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▶ 중화점 (당량점, equivalence point)

> 이론상으로 중화 반응이 완결되는 점.

> 중화점에서, 산의 [H^+] = 염기의 [OH^-]

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2718 )

 

> 예) 0.1 M HCl 50 mL에 0.1 M NaOH 50 mL 가한 지점.

 

 

 

▶ 반-중화점. 반-당량점

> 이론상으로 중화 반응이 1/2 완결되는 점.

> 예) 0.1 M HCl 50 mL에 0.1 M NaOH 25 mL 가한 지점.

 

 

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▶ 당량점에서, [H^+] = [OH^-]

즉, 당량점은 약산과 강염기의 농도가 같은 지점.

 

 

 

▶ 반-당량점에서, [HA] = [A^-]

즉, 반-당량점은 약산과 짝염기의 농도가 같은 지점.

( 남아있는 약산의 몰농도와 생성된 짝염기의 몰농도가 같다. )

( 남아있는 약산의 mol수와 생성된 짝염기의 mol수가 같다. )

 

 

> pH = pKa + log([A^-]/[HA]) 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

반-당량점에서, pH = pKa

( 반-당량점에서, [H^+] = Ka )

 

 

[HA] = [A^-] 이므로,

log([A^-]/[HA]) = 0

---> pH = pKa

 

 

> 완충 용량은 반-당량점에서 제일 크다.

( [HA] = [A^-] 이므로 )

( 참고: 완충 용량 https://ywpop.tistory.com/5203 )

 

 

 

 

[참고] 약염기-강산 적정에서 반-당량점

반-당량점에서, [약염기] = [짝산] 이고,

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기]) 이므로,

반-당량점에서, pOH = pKb

 

 

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당량점에서의 NaOH의 부피의 1/2

= 24.70 mL / 2

= 12.35 mL

= 반-당량점에서의 NaOH의 부피

 

 

 

반-당량점에서 용액의 pH = 약산의 pKa 이므로,

pH = pKa = 5.22

 

 

 

pKa = –logKa = 5.22 이므로,

Ka = 10^(-5.22) = 6.03×10^(-6)

 

 

 

답: Ka = 6.03×10^(-6)

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/19987 ] 반중화점에서 약산과 짝염기의 농도는 같다

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19782 ] weak acid 4 g pH 2.56 250.0 mL pH 4.26 mol mass

 

 

 

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A student titrates an unknown monoprotic acid with a NaOH solution from a buret. After the addition of 12.35 mL of NaOH, the pH of the solution read 5.22. The equivalence point is reached at 24.70 mL of NaOH. What is the Ka of the acid? 반-당량점. NaOH 12.35 mL pH 5.22 NaOH 24.70 mL Ka

 

[FAQ] [①22/12/19]