Fe(OH)2의 몰용해도. 0.10 M FeCl2 용액 250 mL에 NaOH(s) 2.20 g

Fe(OH)2의 몰용해도. 0.10 M FeCl2 용액 250 mL에 NaOH(s) 2.20 g

 

 

0.10 M FeCl2 용액 250 mL에 NaOH(s) 2.20 g을 가한다고 하자. Fe(OH)2는 몇 그램이나 형성되겠는가? 최종 영액에 남아있는 Fe^2+의 몰농도는 얼마나 되겠는가?

 

 

2.20 g of solid NaOH are added to 250 mL of 0.10 M FeCl2 solution. Given that Ksp for Fe(OH)2 is 1.6×10^-14, calculate the following.

a) the mass of Fe(OH)2 formed

b) the molar concentration of Fe^2+ in the final solution

 

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a)

NaOH의 몰질량 = 40.00 g/mol 이므로,

2.20 g NaOH의 몰수를 계산하면,

2.20 g / (40.00 g/mol) = 0.0550 mol NaOH

( 계산 설명 http://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

0.10 M FeCl2 용액 250 mL에 들어있는 FeCl2의 몰수를 계산하면,

(0.10 mol/L) × 0.250 L = 0.025 mol FeCl2

( 계산 설명 http://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

FeCl2(aq) + 2NaOH(aq) → Fe(OH)2(s) + 2NaCl(aq)

FeCl2 : NaOH = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.025 mol FeCl2와 반응하는 NaOH의 몰수를 계산하면,

FeCl2 : NaOH = 1 : 2 = 0.025 mol : ? mol

? = 2 × 0.025 = 0.050 mol NaOH

---> NaOH는 반응하고도 남는다.

---> NaOH는 과잉 반응물. 따라서 한계 반응물은 FeCl2.

( 한계 반응물 설명 http://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

FeCl2 : Fe(OH)2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

생성되는 Fe(OH)2의 몰수 = 0.025 mol

 

 

Fe(OH)2의 몰질량 = 89.86 g/mol 이므로,

0.025 mol Fe(OH)2의 질량을 계산하면,

0.025 mol × (89.86 g/mol) = 2.2465 = 2.25 g Fe(OH)2

( Ksp 값이 매우 작기 때문에, 용해되는 Fe(OH)2의 질량은 무시함. )

 

 

 

b)

반응 후 용액에 남아있는 NaOH의 몰수를 계산하면,

0.0550 - 0.050 = 0.005 mol NaOH

 

용액의 부피가 250 mL이므로,

NaOH의 몰농도를 계산하면,

0.005 mol / 0.250 L

= 0.02 M = [NaOH] = [OH^-]

 

 

Fe(OH)2(s) ⇌ Fe^2+(aq) + 2OH^-(aq)

Ksp = [Fe^2+][OH^-]^2

1.6×10^-14 = (s) (0.02+2s)^2

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/3141 )

 

 

Ksp 값이 매우 작기 때문에, 2s를 무시하면,

1.6×10^-14 = (s) (0.02)^2

s = (1.6×10^(-14)) / (0.02)^2 = 4.0×10^-11 M = [Fe^2+]

 

 

답: 2.25 g Fe(OH)2, 4.0×10^-11 M Fe^2+