당량점 pH. 0.10 M C6H5NH2 50.0 mL + 0.20 M HCl 25.0 mL

당량점 pH. 0.10 M C6H5NH2 50.0 mL + 0.20 M HCl 25.0 mL

 

 

0.10 M 아닐린(C6H5NH2) 50.0 mL에

0.20 M HCl 25.0 mL를 가한 용액의 pH는?

 

 

Calculate the pH of the solution resulting from

the addition of 25.0 mL of 0.20 M HCl

to 50.0 mL of 0.10 M aniline (C6H5NH2).

Kb (C6H5NH2) = 3.8×10^(-10).

 

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▶ 참고: 약염기-강산 적정 [ https://ywpop.tistory.com/2742 ]

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C6H5NH2(aq) + HCl(aq) → C6H5NH3^+(aq) + Cl^-(aq)

> (0.10 mol/L) (0.0500 L) = 0.005 mol C6H5NH2

> (0.20) (0.0250) = 0.005 mol HCl

---> 몰수가 같으므로, 산과 염기 자체는 완전히 중화된다.

 

 

 

But

C6H5NH3^+는 약염기의 짝산(= 비교적 강한 산)이므로,

가수분해 반응이 일어난다.

C6H5NH3^+(aq) + H2O(l) ⇌ C6H5NH2(aq) + H3O^+(aq)

( 참고: 가수분해 https://ywpop.tistory.com/5502 )

 

 

 

가수분해 결과 용액 중에 H3O^+가 생성되기 때문에,

당량점에서 용액의 pH는 7이 되지 않는다. (pH < 7)

 

 

 

당량점에서 C6H5NH3^+의 몰농도를 계산하면,

[C6H5NH3^+] = 0.005 mol / (0.0500+0.0250 L)

= 0.06667 M

 

 

 

Kh = Ka = Kw / Kb

= (10^(-14)) / (3.8×10^(-10))

= 2.63×10^(-5)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2937 )

 

 

 

Ka = (x) (x) / (0.06667 – x)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

 

 

(0.06667 – x) ≒ 0.06667 이라 근사하면,

x = [(2.63×10^(-5)) × 0.06667]^(1/2)

= 0.001324 M = [H3O^+]

 

 

 

pH = -log(0.001324) = 2.88

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/12832 ] 0.10 M NH3 수용액 30.0 mL를 0.10 M HCl 수용액으로 적정하고 있다. 당량점에서의 pH를 구하시오.

 

 

 

 

[키워드] 약염기-강산 적정 기준문서, 아닐린 적정 기준문서, C6H5NH2 적정 기준문서