0.01 M Na2HPO4 용액의 pH

0.01 M Na2HPO4 용액의 pH

 

 

0.01 mol/L Na2HPO4 용액의 H^+ 농도는?

 

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H3PO4의 이온화 반응식 (3단계로 이온화)

H3PO4(aq) ⇌ H^+(aq) + H2PO4^-(aq) ... Ka1

H2PO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + HPO4^2-(aq) ... Ka2

HPO4^2-(aq) ⇌ H^+(aq) + PO4^3-(aq) ... Ka3

 

 

 

H3PO4의 산 이온화 상수, Ka

> Ka1 = 7.11×10^(-3), pKa1 = 2.1481

> Ka2 = 6.34×10^(-8), pKa2 = 7.1979

> Ka3 = 4.22×10^(-11), pKa3 = 10.3747

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7182 )

 

 

 

Na2HPO4는 가용성염이므로, 100% 이온화된다고 가정한다.

Na2HPO4(aq) → 2Na^+(aq) + HPO4^2-(aq)

---> [Na2HPO4] = [HPO4^2-] = 0.01 M

 

 

 

HPO4^2-(aq) ⇌ H^+(aq) + PO4^3-(aq) ... Ka3

---> Ka3 값이 매우 작기 때문에, 이 과정은 무시한다.

즉, 이 과정에 의해 생성된 H^+ 이온의 양은 무시한다.

 

 

 

HPO4^2-는 약산의 짝염기이므로, 가수분해 반응이 일어난다.

HPO4^2-(aq) + H2O(l) ⇌ H2PO4^-(aq) + OH^-(aq)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5502 )

 

 

 

가수분해 반응의 평형상수

Kh = Kb = Kw / Ka

= 10^(-14) / (6.34×10^(-8))

= 1.577287×10^(-7)

 

 

 

Kb = x^2 / C

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

x = [1.577287×10^(-7) × 0.01]^(1/2)

= 3.971507×10^(-5) M = [OH^-]

 

 

 

pOH = –log(3.971507×10^(-5)) = 4.401045

 

pH = 14 – 4.401045 = 9.598955

= 9.60

 

 

 

pH = –log[H^+] = 9.598955

 

[H^+] = 10^(-9.598955)

= 2.52×10^(-10) M

 

※ 문헌마다 약산의 Ka 값은 다소 차이날 수 있음.

---> 계산에 사용된 Ka 값에 따라 결과는 다소 차이날 수 있음.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11169 ] 0.1 M Na2HPO4 용액의 pH

 

 

 

 

[보충 설명]

Na2HPO4(aq) → 2Na^+(aq) + HPO4^2-(aq) 이므로,

용액의 pH와 관련된 Ka는, 즉

HPO4^2-가 포함된 Ka는 Ka2와 Ka3인데,

Ka3는 위에서 설명한 이유 때문에 무시.

( Ka1 반응식에는 HPO4^2-가 없다. )

 

H2PO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + HPO4^2-(aq) ... Ka2

 

그래도 혼동되면, 다음 아세트산의 이온화/가수분해 참고.

CH3COOH(aq) ⇌ H^+(aq) + CH3COO^-(aq) ... Ka

CH3COO^-(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COOH(aq) + OH^-(aq) ... Kh = Kb

 

 

 

Kb = [CH3COOH][OH^-] / [CH3COO^-]

= (x)(x) / (C–x)

 

C–x ≒ C 라 근사처리하면,

Kb = x^2 / C

 

 

 

 

[키워드] 0.01 M Na2HPO4 용액의 [H^+] 기준문서

 

[FAQ] [①22/11/03] [①23/06/17]