아세트산 완충용액. 0.2 M NaAc 100 mL + 12 M HCl

아세트산 완충용액. 0.2 M NaAc 100 mL + 12 M HCl

0.2 M CH3COONa 100 mL + 12 M HCl

 

 

0.2 M NaAc 용액 100 mL에 12 M HCl 용액 얼마를 가하면 이 용액의 [H^+]가 4×10^(-5) mol/L가 되는지 구하라.

 

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pH = -log[H^+] = -log(4×10^(-5)) = 4.39794

 

 

아세트산의 Ka = 1.8×10^(-5)

아세트산의 pKa = -log(1.8×10^(-5)) = 4.74473

 

 

0.2 M NaAc 용액 100 mL에 들어있는 NaAc의 몰수를 계산하면,

(0.2 mol/L) × 0.100 L = 0.02 mol NaAc

 

 

HCl과 NaAc의 반응

HCl + NaAc → HAc + NaCl

( HCl + CH3COONa → CH3COOH + NaCl )

 

가한 HCl의 몰수(x)만큼

(1) NaAc는 소모(감소)됨.

(2) HAC는 생성됨.

 

 

NaAc 용액에 HCl 용액을 가하면,

NaAc와 HAc가 동시에 존재하므로,

완충용액이 형성됨.

 

 

완충용액의 pH는 Henderson-Hasselbalch 식으로 계산.

pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

4.39794 = 4.74473 + log((0.02 – x) / x)

4.39794 - 4.74473 = -0.34679 = log((0.02 – x) / x)

(0.02 – x) / x = 10^(-0.34679) = 0.449997

0.02 – x = 0.449997x

(1 + 0.449997)x = 0.02

x = 0.02 / (1 + 0.449997) = 0.01379 mol HCl

 

 

0.01379 mol HCl을 포함하는 12 M HCl 용액의 부피를 계산하면,

0.01379 mol / (12 mol/L) = 0.001149 L = 1.149 mL

 

 

답: 1.15 mL