0℃ 액체 물의 해리 백분율

0℃ 액체 물의 해리 백분율

percent dissociation of water

 

 

0℃에서 액체 물의 밀도는 0.9998 g/mL이고,

Kw 값은 1.14×10^(-15) 이다.

액체 물의 0℃에서의 해리 백분율은 얼마인가?

 

 

0℃에서 액체 물의 밀도는 0.9998g/mL이고, Kw 값은 1.14×10-15이다. 액체의 0℃에서의 해리 백분율은 얼마인가?

① 3.4×10-8 %

② 3.4×10-6 %

③ 6.1×10-8 %

④ 7.5×10-8 %

 

 

 

▶ 참고: 물의 몰농도 계산 [ https://ywpop.tistory.com/3076 ]

 

 

 

물의 밀도 = 0.9998 g/mL 로부터,

물의 몰농도를 계산하면,

1 L = 1000 mL × (0.9998 g/mL) = 999.8 g H2O

 

 

999.8 g / (18 g/mol) = 55.54 mol H2O

 

 

55.54 mol / 1 L = 55.54 M

---> 0℃에서 물의 몰농도

 

 

 

▶ 물의 자동 이온화

H2O + H2O ⇌ H3O^+ + OH^- 또는

2H2O ⇌ H3O^+ + OH^-

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2704 )

 

Kw = [H3O^+] [OH^-] / [H2O]^2

= (x) (x) / (C–2x)^2 = 1.14×10^(-15)

 

 

 

C–2x ≒ C 라 근사처리하면,

x = [(1.14×10^(-15)) (55.54)^2]^(1/2)

= 1.88×10^(-6) M = [H^+]

---> 평형에서의 [H^+]

 

 

300x250

 

 

해리 백분율을 계산하면,

[(1.88×10^(-6)) / (55.54)^2] × 100

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7263 )

 

= 6.09×10^(-8) %

 

 

 

답: ③ 6.1×10^(-8) %

 

 

 

 

[참고] 평형상수 식에 순수한 액체의 농도가 포함된 이유

 

6.09×10^(-8) % = 0.000000061%

---> 이 값의 의미는,

즉 해리도 값이 이렇게 작다는 것은

물은 거의 해리되지 않는다는 것이다.

 

이 때문에 순수한 액체의 농도 변화는

거의 발생하지 않기 때문에 (무시할 수 있는 수준),

상수 취급해서, 평형상수 식에 포함하지 않는다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3760 )

 

근데,

문제에서 물의 해리 백분율을 요구했기 때문에,

일반적인 평형상수 식을 사용한 것이다.

K = [H3O^+] [OH^-] / [H2O]^2

 

즉, 물의 해리 백분율을 계산하려면,

평형 반응식에 존재하는 물의 농도를 사용해야하기 때문에,

평형상수 식에 물의 농도가 포함된 것이다.

 

 

 

 

[키워드] percent ionization of water