0.060 M NaF 75 mL + 0.15 M Sr(NO3)2 25 mL Ksp for SrF2

0.060 M NaF 75 mL + 0.15 M Sr(NO3)2 25 mL Ksp for SrF2

 

 

A volume of 75 mL of 0.060 M NaF is mixed with 25 mL of 0.15 M Sr(NO3)2.

Calculate the concentrations in the final solution

of NO3^-, Na^+, Sr^2+ and F^-. (Ksp for SrF2 = 2.0×10^(-10))

 

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각 반응물의 몰수를 계산하면,

> (0.060 mol/L) (75/1000 L) = 0.0045 mol NaF

> (0.15) (25/1000) = 0.00375 = 0.0038 mol Sr(NO3)2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

 

균형 맞춘 화학 반응식

2NaF(aq) + Sr(NO3)2(aq) → SrF2(s) + 2NaNO3(aq)

 

 

 

알짜 이온 반응식

Sr^2+(aq) + 2F^-(aq) → SrF2(s)

 

 

 

Sr^2+ : F^- = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.0045 mol F^-와 반응하는 Sr^2+의 몰수를 계산하면,

Sr^2+ : F^- = 1 : 2 = ? mol : 0.0045 mol

? = 0.0045 / 2 = 0.00225 mol Sr^2+

---> Sr^2+는 이만큼 있다, 남는다.

---> Sr^2+는 과잉 반응물.

---> F^-는 한계 반응물.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

 

알짜 이온 반응식으로 ICE 도표를 작성하면,

 

........... Sr^2+(aq) . + . 2F^-(aq) . → . SrF2(s)

초기(mol) . 0.0038 ........ 0.0045 ........ 0

변화(mol) . -0.00225 ...... -0.0045 ....... +0.00225

최종(mol) . 0.00155 ....... 0 ............. 0.00225

 

 

 

혼합 용액의 부피 = (75 + 25 mL) / 1000 = 0.100 L 이므로,

[Sr^2+] = 0.00155 mol / 0.100 L = 0.0155 M

 

 

 

난용성염, SrF2에서 이온화되는 [Sr^2+]와 [F^-]를 계산하고자,

ICE 도표를 작성하면,

 

......... SrF2(s) . ⇌ . Sr^2+(aq) . + . 2F^-(aq)

초기(M) ................ 0.0155 ........ 0

변화(M) ................ +s ............ +2s

평형(M) ................ 0.0155+s ...... 2s

 

 

 

[참고] 난용성염의 용해도와 공통이온효과

[ https://ywpop.tistory.com/3141 ]

 

 

 

Ksp = [Sr^2+] [F^-]^2

(0.0155+s) (2s)^2 ≒ (0.0155) (2s)^2 = 2.0×10^(-10)

( 0.0155 >>> s 이므로, 0.0155+s ≒ 0.0155 )

 

s = [(2.0×10^(-10)) / (0.0155 × 4)]^(1/2) = 5.7×10^(-5) M

 

 

 

[F^-] = 2s = 2 × (5.7×10^(-5) M) = 1.1×10^(-4) M

 

[Sr^2+] = 0.0155 M = 0.016 M

 

[Na^+] = 0.0045 mol / 0.100 L = 0.045 M

 

Sr(NO3)2(aq) → Sr^2+(aq) + 2NO3^-(aq)

2 × 0.0038 mol = 0.0076 mol

[NO3^-] = 0.0076 mol / 0.100 L = 0.076 M