0.800 M HClO4 20.0 mL + K2C2O4 give pH 5.00

0.800 M HClO4 20.0 mL + K2C2O4 give pH 5.00

 

 

How many grams of dipotassium oxalate (FM 166.22) should be added to 20.0 mL of 0.800 M HClO4 to give a pH of 5.00 when the solution is diluted to 1.00 L?

(pKa1 = 1.27 and pKa2 = 4.266 for oxalic acid)

 

 

0.800 M HClO4 20.0 mL를 1.00 L로 묽혀 pH를 5.00으로 만들기 위해 옥살산포타슘(FM 166.22) 몇 그램을 첨가해야 하는가?

 

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목표 pH 값이 pKa2에 가깝기 때문에,

주요 화학종은 HC2O4^-와 C2O4^2-.

HC2O4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + C2O4^-(aq) ... Ka2

 

 

0.800 M HClO4 20.0 mL에 들어있는 H^+의 mol수를 계산하면,

(0.800 mmol/mL) × 20.0 mL = 16.0 mmol H^+

 

 

HClO4 용액에 K2C2O4(x)를 가하면 다음 반응이 일어난다.

C2O4^2-(aq) + H^+(aq) ⇌ HC2O4^-(aq)

 

 

위 반응의 ICE 도표를 작성하면,

 

	C2O4^2-	+	H^+	⇌	HC2O4^-
초기(mmol):	x		16.0		0
변화(mmol):	-16.0		-16.0		+16.0
평형(mmol):	x-16.0		0		16.0

 

 

주요 화학종 HC2O4^-와 C2O4^2-는 완충용액을 형성하므로,

Henderson-Hasselbalch 식으로 x를 계산하면,

pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

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

 

pH = pKa + log([C2O4^2-] / [HC2O4^-])

5.00 = 4.266 + log((x - 16.0) / 16.0)

0.734 = log((x - 16.0) / 16.0)

(x - 16.0) / 16.0 = 10^(0.734) = 5.42

x = (5.42 × 16.0) + 16.0 = 102.72 mmol C2O4^2-

 

 

K2C2O4의 몰질량 = 166.22 g/mol 이므로,

102.72 mmol C2O4^2-의 질량을 계산하면,

102.72 mmol × (166.22 mg/mmol) = 17074 mg = 17.1 g

 

 

답: 17.1 g

 

 

 

[키워드] HClO4 + K2C2O4, 옥살산 완충용액 기준문서, oxalic acid buffer