0.16 M H2CO3 용액 속 모든 화학종의 농도와 pH

0.16 M H2CO3 용액 속 모든 화학종의 농도와 pH

0.16 M H2CO3 용액에 존재하는 모든 화학종의 농도와 pH

 

 

[H2CO3] = 0.16 M인 탄산수 캔에 들어있는 모든 화학종

H2CO3, HCO3^-, CO3^2-, H3O^+, OH^-

의 농도와 pH를 계산하시오.

 

 

 

[1단계 이온화] Ka1 = 4.3×10^(-7)

 

ICE 도표를 작성하면,

 

 

 

............. H2CO3(aq) . ⇌ . H^+(aq) . + . HCO3^-(aq)

초기(M) . 0.16 .................. 0 ................. 0

변화(M) . –x ..................... +x ................ +x

평형(M) . 0.16–x .............. x .................. x

 

Ka1 = [H^+][HCO3^-] / [H2CO3] = (x) (x) / (0.16–x)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

 

 

0.16 >>> x 이므로,

(0.16–x) ≒ 0.16 이라 근사처리하면,

4.3×10^(-7) = x^2 / 0.16

 

x = [(4.3×10^(-7)) × 0.16]^(1/2) = 0.0002623 ≒ 0.00026 M

---> x = 0.00026 M = [H^+] = [HCO3^-]

( 0.16 × (5/100) = 0.008 > 0.00026 ... 5% 검증 ok )

 

 

 

평형에서,

[H2CO3] = 0.16 – 0.00026 = 0.15974 M ≒ 0.16 M

[H^+] = [HCO3^-] = 0.00026 M

 

 

300x250

 

 

[2단계 이온화] Ka2 = 5.6×10^(-11)

 

ICE 도표를 작성하면,

 

 

 

............. HCO3^-(aq) . ⇌ . H^+(aq) . + . CO3^2-(aq)

초기(M) . 0.00026 ............. 0.00026 ...... 0

변화(M) . –y ....................... +y ............... +y

평형(M) . 0.00026–y ......... 0.00026+y ... y

 

Ka2 = [H^+][CO3^2-] / [HCO3^-] = (0.00026+y) (y) / (0.00026–y)

 

 

 

0.00026 >>> y 이므로,

(0.00026+y) ≒ (0.00026–y) ≒ 0.00026 이라 근사처리하면,

 

5.6×10^(-11) = (0.00026) (y) / (0.00026) = y

---> y = 5.6×10^(-11) M = [CO3^2-]

( 0.00026 × (5/100) = 1.3×10^(-5) > 5.6×10^(-11) ... 5% 검증 ok )

 

 

 

평형에서,

[HCO3^-] = [H^+] = 0.00026 M

[CO3^2-] = 5.6×10^(-11) M

 

 

 

pH = –log[H^+]

= –log(0.00026) = 3.6

 

pOH = 14 – pH

= 14 – 3.6 = 10.4

 

pOH = –log[OH^-] = 10.4 이므로,

[OH^-] = 10^(-10.4) = 4.0×10^(-11) M

 

 

 

 

정리하면,

[H2CO3] = 0.16 M

[HCO3^-] = 0.00026 M

[CO3^2-] = 5.6×10^(-11) M

[H^+] = 0.00026 M

 

pH = 3.6

[OH^-] = 4.0×10^(-11) M

 

 

 

[계산공식]

[H2CO3] = H2CO3의 초기농도(C)

[HCO3^-] = [Ka1 × C]^(1/2)

[CO3^2-] = Ka2

[H^+] = [Ka1 × C]^(1/2)

pH = –log[H^+]

[OH^-] = (1.00×10^(-14)) / [H^+]

 

 

 

 

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H2C2O4, HC2O4^-, C2O4^2-, H^+ in 0.20 M oxalic acid

Calculate the concentrations of H2C2O4, HC2O4^-, C2O4^2-, and H^+ ions in a 0.20 M oxalic acid solution.

0.20 M 옥살산 용액에서 H2C2O4, HC2O4^-, C2O4^2-, H^+ 이온의 농도를 계산하라.

---> Ka1 값을 사용한 계산에서 근의 공식 사용

 

 

 

[키워드] 탄산의 이온화 기준, 탄산의 이온화 상수 기준, 모든 화학종 기준, 탄산 모든 화학종의 농도 기준, H2CO3 모든 화학종의 농도 기준, 탄산 모든 화학종의 농도 사전, H2CO3 모든 화학종의 농도 사전

 

0.16 M 탄산 용액 속 모든 화학종의 농도와 pH

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