0.10 M 황화수소산의 [H2S], [HS^-], [S^2-], [H3O^+], pH, [OH^-], pOH

0.10 M 황화수소산의 [H2S], [HS^-], [S^2-], [H3O^+], pH, [OH^-], pOH

0.10 M H2S 용액에 존재하는 모든 화학종의 농도

 

 

Calculate [H2S], [HS^-], [S^2-], [H3O^+], pH, [OH^-], and pOH

in a 0.10 M solution of the diprotic acid hydrosulfuric acid.

 

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> H2S(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + HS^-(aq) ... Ka1 = 8.9×10^(-8)

> HS^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + S^2-(aq) ... Ka2 = 1.0×10^(-19)

[ Source: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition (2004). ]

---> Ka 값은 참고문헌마다 다를 수 있다.

---> 따라서 이런 문제는 Ka 값이 주어져야 된다.

( 왜냐하면 Ka 값에 따라 계산결과가 다르기 때문이다. )

 

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1단계 이온화 과정의 ICE 도표를 작성하면,

 

......... H2S(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + HS^-(aq)

초기(M) . 0.10 .............. 0 ......... 0

변화(M) . -x ................ +x ........ +x

평형(M) . 0.10 - x .......... x ......... x

 

 

 

Ka1 = [H3O^+] [HS^-] / [H2S]

8.9×10^(-8) = (x) (x) / (0.10 - x)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

 

 

0.10 >>> x 이므로,

0.10 - x ≒ 0.10 이라 근사처리하면,

x = [ (8.9×10^(-8)) × 0.10 ]^(1/2)

= 9.4×10^(-5) M = [H3O^+] = [HS^-]

 

 

 

 

2단계 이온화 과정의 ICE 도표를 작성하면,

( 9.4×10^(-5) = 9.4e-5 )

 

......... HS^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) . + . S^2-(aq)

초기(M) . 9.4e-5 ............. 9.4e-5 ........ 0

변화(M) . -x ................. +x ............ +x

평형(M) . 9.4e-5 - x ......... 9.4e-5 + x .... x

 

 

 

Ka2 = [H3O^+] [S^2-] / [HS^-]

1.0×10^(-19) = (9.4e-5 + x) (x) / (9.4e-5 - x)

 

 

 

9.4e-5 >>> x 이므로,

9.4e-5 – x ≒ 9.4e-5

9.4e-5 + x ≒ 9.4e-5 이라 근사처리하면,

1.0×10^(-19) = (9.4e-5) (x) / (9.4e-5)

 

x = 1.0×10^(-19) M = [S^2-]

 

 

 

 

정리하면,

[H2S] = 0.10 M

 

[HS^-] = 9.4×10^(-5) M

 

[S^2-] = 1.0×10^(-19) M

 

[H3O^+] = 9.4×10^(-5) M

 

pH = -log(9.4×10^(-5)) = 4.03

 

[OH^-] = (10^(-14)) / (9.4×10^(-5)) = 1.064×10^(-10) M

 

pOH = -log(1.064×10^(-10)) = 9.97

 

 

 

 

[계산공식]

[H2S] = H2S의 초기농도(C)

[HS^-] = [Ka1 × C]^(1/2)

[S^2-] = Ka2

[H^+] = [Ka1 × C]^(1/2)

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/12727 ] 0.034 M H2CO3 용액에 존재하는 모든 화학종의 농도

 

 

 

[키워드] 다가산의 pH 기준문서, 다양성자산의 pH 기준문서, H2S 용액의 pH 기준문서, 모든 화학종 기준문서, 모든 화학종의 농도 기준문서, 모든 화학종의 몰농도 기준문서