0.30 M NH3 + 0.36 M NH4Cl + 0.050 M NaOH 용액의 pH ★

0.30 M NH3 + 0.36 M NH4Cl + 0.050 M NaOH 용액의 pH

 

 

(1) 0.30 M NH3 + 0.36 M NH4Cl 완충용액의 pH

(2) 0.30 M NH3 + 0.36 M NH4Cl 완충용액 80.0 mL에

0.050 M NaOH 용액 20.0 mL 가한 후 pH

 

단, NH4^+(aq) ⇌ H^+(aq) + NH3(aq) ... pKa = 9.25

 

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▶ 참고: NH3-NH4Cl 완충용액의 완충 작용

[ https://ywpop.tistory.com/5442 ]

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(1) 0.30 M NH3 + 0.36 M NH4Cl 완충용액의 pH

 

pKa + pKb = 14.00 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2937 )

 

pKb = 14.00 – 9.25 = 4.75

 

 

 

Henderson-Hasselbalch 식

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

= 4.75 + log(0.36 / 0.30)

= 4.83

 

 

 

pH = 14.00 – 4.83 = 9.17

---> 답: pH = 9.17

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/21314 ]

0.30 M NH3 + 0.50 M NH4^+ 완충용액의 pH

 

 

 

 

(2) 0.30 M NH3 + 0.36 M NH4Cl 완충용액 80.0 mL에

0.050 M NaOH 용액 20.0 mL 가한 후 pH

 

각 물질의 몰수를 계산하면,

> (0.30 mol/L) (80.0/1000 L) = 0.024 mol NH3

> (0.36 mol/L) (80.0/1000 L) = 0.0288 mol NH4Cl

> (0.050 mol/L) (20.0/1000 L) = 0.001 mol NaOH

 

 

 

NH3 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(소비),

약염기, NH3의 몰수는 증가(생성).

 

 

 

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기])

= 4.75 + log( (0.0288 – 0.001) / (0.024 + 0.001) )

= 4.80

 

 

 

pH = 14.00 – 4.80 = 9.20

---> 답: pH = 9.20

 

[체크] 완충용액에 강염기를 가하면,

완충용액의 pH는 약간 증가한다.

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/21316 ]

0.30 M NH3 + 0.50 M NH4^+ 완충용액에 0.20 M NaOH 25 mL

 

 

 

 

[ 팁 https://ywpop.tistory.com/13452 ] 몰농도 대신 몰수

 

 

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NH4^+(aq) ⇌ H^+(aq) + NH3(aq) ... pKa = 9.25

---> pKa로 계산할수도 있다.

---> 이때 NH4^+는 약산, NH3는 짝염기.

 

 

 

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기]) 식 대신,

pH = pKa + log([짝염기]/[약산]) 식 사용.

 

 

 

(1) pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

= 9.25 + log(0.30 / 0.36)

= 9.17

 

 

 

(2) pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

= 9.25 + log( (0.024 + 0.001) / (0.0288 – 0.001) )

= 9.20

 

 

 

[참고] pKb 대신 pKa 사용할 때는

log([NH4^+]/[NH3]) 대신 log([NH3]/[NH4^+])

---> 분모항과 분자항을 서로 바꿔주면 된다.

 

 

 

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

 

 

 

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