NH3 완충용액 + 0.03 M NaOH 10 mL

NH3 완충용액 + 0.03 M NaOH 10 mL

 

 

(0.50 M NH3 + 0.45 M NH4Cl 90 mL) + 0.03 M NaOH 10 mL

NH4^+의 pKa = 9.25

 

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pKb = 14.00 – 9.25 = 4.75

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2937 )

 

 

 

> NH3의 몰수 = (0.50 mol/L) (90/1000 L) = 0.045 mol

> NH4^+의 몰수 = (0.45 mol/L) (90/1000 L) = 0.0405 mol

 

 

 

 

[1] 완충용액의 pH

 

Henderson-Hasselbalch 식

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

= 4.75 + log(0.45 / 0.50)

= 4.7042

= 4.70

 

 

 

pH = 14.00 – 4.70 = 9.30

 

 

 

 

[2] (완충용액 + 0.03 M NaOH 10 mL) 용액의 pH

 

0.03 M NaOH 10 mL에 들어있는 NaOH의 몰수

= (0.03 mol/L) (10/1000 L) = 0.0003 mol NaOH

 

 

 

약염기 완충용액에 강염기를 가하면,

NH4^+(aq) + OH^-(aq) → NH3(aq) + H2O(l)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5442 )

 

가한 강염기의 몰수만큼,

짝산, NH4^+의 몰수는 감소,

약염기, NH3의 몰수는 증가.

 

 

 

pOH = 4.75 + log[ (0.45-0.0003) / (0.50+0.0003) ]

= 4.7037

= 4.70

 

 

 

pH = 14.00 – 4.70 = 9.30

 

 

 

 

[참고] 내가 이 문제를 출제한다면,

1 M NaOH 10 mL 넣겠다.

> (1 mol/L) (10/1000 L) = 0.01 mol NaOH

 

> pOH = 4.75 + log[ (0.45-0.01) / (0.50+0.01) ]

= 4.6859

= 4.69

 

> pH = 14.00 – 4.69 = 9.31

( 체크: 완충용액에 강염기를 가하면,

완충용액의 pH는 약간 증가한다. )

 

 

 

 

[팁] 약염기와 짝산은 같은 용액 속에 함께 있으므로,

용액의 부피는 같다.

이 때문에 Henderson-Hasselbalch 식을 사용할 때,

약염기와 짝산의 몰농도 대신 몰수를 대입해서 계산한다,

시간을 아낄 수 있다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/21175 ] (2 M NH3 5 mL + 2 M NH4Cl 5 mL) + 2 M NaOH 0.6 mL

 

[ 관련예제 https://ywpop.tistory.com/4319 ] 아세트산 완충용액의 완충작용

 

 

 

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