1.0 M CH3NH2 50.0 mL + 0.50 M HCl. 당량점 pH

1.0 M CH3NH2 50.0 mL + 0.50 M HCl. 당량점 pH

 

 

0.50 M HCl로 1.0 M 메틸아민(CH3NH2, Kb = 5.6×10^-4) 50.0 mL를 적정할 때

당량점에서의 pH

 

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▶ 참고: 약염기-강산 적정 시뮬레이션

[ https://ywpop.tistory.com/2742 ]

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1.0 M CH3NH2 50.0 mL에 들어있는 CH3NH2의 몰수

= (1.0 mol/L) (50.0/1000 L) = 0.050 mol

 

 

 

당량점에서 0.50 M HCl의 부피를 계산하면,

MV = M’V’

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4689 )

 

(0.50 M) (? mL) = (1.0 M) (50.0 mL)

 

? = (1.0) (50.0) / (0.50) = 100.0 mL

 

 

 

0.50 M HCl 100.0 mL에 들어있는 HCl의 몰수

= (0.50 mol/L) (100.0/1000 L) = 0.050 mol

 

 

 

산-염기 중화 반응식

HCl + CH3NH2 → CH3NH3Cl

HCl(aq) + CH3NH2(aq) → CH3NH3Cl(aq)

HCl(aq) + CH3NH2(aq) → CH3NH3^+(aq) + Cl^-(aq)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10508 )

 

HCl : CH3NH2 : CH3NH3^+ = 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

반응한 CH3NH2의 몰수 = 반응한 HCl의 몰수 = 생성된 CH3NH3^+의 몰수

= 0.050 mol

---> 용액은 정확히 중화되나,

약염기인 CH3NH2의 짝산인 CH3NH3^+의 가수분해로 인해,

( 참고: 가수분해 https://ywpop.tistory.com/5502 )

 

용액의 pH는 7미만.

 

 

 

당량점에서 생성된 CH3NH3^+의 몰농도를 계산하면,

[CH3NH3^+] = 0.050 mol / (150.0/1000 L)

= 0.33 mol/L

= 0.33 M

 

 

 

CH3NH3^+의 가수분해 반응식

CH3NH3^+(aq) + H2O(l) ⇌ CH3NH2(aq) + H3O^+(aq)

 

 

 

Kh = Ka = Kw / Kb

= (10^(-14)) / (5.6×10^(-4))

= 1.79×10^(-11)

 

 

 

x = [Ka × C]^(1/2)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

= [(1.79×10^(-11)) × 0.33]^(1/2)

= 2.43×10^(-6) M = [H3O^+]

 

 

 

pH = –log(2.43×10^(-6))

= 5.61

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/16891 ] 0.1 M 메틸아민 50 mL + 0.2 M HCl. 당량점 pH

 

 

 

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