0.020 M H2C2O4 용액의 pH와 [C2O4^2-]

0.020 M H2C2O4 용액의 pH와 [C2O4^2-]

 

 

(a) 0.020 M 옥살산(H2C2O4) 용액의 pH를 계산하시오.

(Ka1 = 5.9×10^-2; Ka2 = 6.4×10^-5)

(b) 이 용액에서 옥살산 이온의 농도, [C2O4^2-]를 계산하시오.

 

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

 

H2C2O4의 1단계 이온화 반응식

H2C2O4(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + HC2O4^-(aq)

Ka1 = (x)(x) / (0.020–x) = 5.9×10^(-2)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

 

 

약산(H2C2O4)의 초기농도 값이 작은 편이고,

무엇보다 Ka1 값이 크기 때문에,

0.020–x ≒ 0.020 과 같이 근사처리할 수 없다.

 

(x)(x) / (0.020–x) = 5.9×10^(-2)

---> 2차 방정식으로 정리하여 근의 공식으로 x를 계산한다.

 

 

 

x^2 = (5.9×10^(-2))(0.020) – (5.9×10^(-2))x

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2947 )

 

x^2 + (5.9×10^(-2))x – 0.00118 = 0

 

 

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

( 참고: 근의 공식 https://ywpop.tistory.com/3302 )

 

x = 0.016 M = [H3O^+]

 

 

 

 

H2C2O4의 2단계 이온화 반응식

HC2O4^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + C2O4^2-(aq)

Ka2 = (0.016+x)(x) / (0.016–x) = 6.4×10^(-5)

 

 

 

Ka2에서는 x값이 매우 작으므로, (∵ 매우 작은 Ka2)

(0.016+x) ≒ 0.016, (0.016–x) ≒ 0.016 이라 근사처리하면,

(0.016)(x) / (0.016) = 6.4×10^(-5)

 

x = 6.4×10^(-5) M = [H3O^+] = [C2O4^2-]

 

 

 

0.016 M × (5/100) = 0.0008 M > 6.4×10^(-5) M 이므로,

5% 검증 통과.

 

 

 

 

[H3O^+] = [H3O^+]_1단계 + [H3O^+]_2단계

= (0.016 M) + (6.4×10^(-5) M)

= 0.016064 M ≒ 0.016 M

 

pH = –log[H3O^+] = –log(0.016) = 1.7959

( –log(0.016064) = 1.7941 )

 

 

 

답: pH = 1.8, [C2O4^2-] = 6.4×10^(-5) M

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/8265 ] 0.20 M H2C2O4 용액의 pH와 [C2O4^2-]

 

 

 

[키워드] 옥살산 용액의 pH 기준문서, H2C2O4 용액의 pH 기준문서, 0.020 M 옥살산 용액의 pH. [C2O4^2-], 근의 공식 계산 기준문서, 근의 공식 기준문서, 근의 공식 계산 사전, 근의 공식 사전

 

[FAQ] [①22/10/12]