0.40 M H2NNH2 0.80 M H2NNH3NO3 buffer pH = pKa HCl NaOH

0.40 M H2NNH2 0.80 M H2NNH3NO3 buffer pH = pKa HCl NaOH

 

 

① Calculate the pH of a solution

that is 0.40 M H2NNH2 and 0.80 M H2NNH3NO3.

 

② In order for this buffer to have pH = pKa,

would you add HCl or NaOH?

 

③ What quantity (moles) of which reagent would you add

to 1.0 L of the original buffer

so that the resulting solution has pH = pKa?

 

---------------------------------------------------

 

> Kb for H2NNH2 = 3.0×10^(-6)

 

 

 

pH = pKa 조건을 찾아야 하기 때문에,

Kb 대신 Ka를 사용하자.

 

 

 

> Ka = Kw / Kb

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2937 )

 

= (1.0×10^(-14)) / (3.0×10^(-6))

= 3.3×10^(-9)

 

 

 

pKa = –log(3.3×10^(-9))

= 8.48

 

 

 

 

Henderson-Hasselbalch 식

pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

= 8.48 + log(0.40 / 0.80)

= 8.18

---> ①번 답

 

 

 

[참고] Kb 값으로 pH를 계산해보면,

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기])

= (–log(3.0×10^(-6))) + log(0.80 / 0.40) = 5.82

 

pH = 14.00 – 5.82 = 8.18

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19703 ] 약염기 완충용액의 pH를 Kb 대신 Ka로 계산

 

 

 

 

log([짝염기]/[약산]) = 0 일 때,

즉 [짝염기] = [약산] 일 때,

pH = pKa 이므로,

 

짝염기의 양은 증가, 약산의 양은 감소되어야 한다.

H2NNH3^+(aq) + OH^-(aq) → H2NNH2(aq) + H2O(l)

---> 약산과 반응하는 NaOH를 추가한다.

---> ②번 답

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/19772 ] 완충용액에 강산 또는 강염기를 가하면

 

 

 

 

용액의 부피 = 1.0 L 이므로,

> H2NNH3^+의 mol수 = 0.80 mol

> H2NNH2의 mol수 = 0.40 mol

 

 

 

H2NNH3^+(aq) + OH^-(aq) → H2NNH2(aq) + H2O(l)

 

H2NNH3^+ : OH^- : H2NNH2

= 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

 

가한 강염기의 몰수만큼,

약산, H2NNH3^+의 몰수는 감소(소비),

짝염기, H2NNH2의 몰수는 증가(생성).

 

 

 

0.20 mol NaOH를 가하면,

> H2NNH3^+의 mol수 = 0.80 – 0.20 = 0.60 mol

> H2NNH2의 mol수 = 0.40 + 0.20 = 0.60 mol

 

따라서

③번 답: 0.20 mol NaOH

 

 

 

 

[키워드] H2NNH2 완충용액 기준문서, 약염기 완충용액의 pH를 pKa로 계산, Kb 대신 Ka로 계산 기준문서, Kb 대신 Ka 기준문서