약산 완충용액에 HCl 첨가 전과 후의 pH 계산

약산 완충용액에 HCl 첨가 전과 후의 pH 계산

 

 

1 mM 약산(HA)과 0.1 mM 짝염기(NaA)로

이루어진 완충 용액 100 mL에

1 M HCl 용액 1 mL를 첨가하였다.

HA의 Ka = 1.0×10^(-5)

 

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> (0.001 mol/L) (0.100 L) = 0.0001 mol HA

> 0.0001 × 0.100 = 0.00001 mol NaA

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

 

Henderson-Hasselbalch 식

pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

= –log(1.0×10^(-5)) + log(0.00001 / 0.0001)

= 4

---> HCl 첨가 전 용액의 pH

( 참고: 몰농도 대신 몰수 https://ywpop.tistory.com/13452 )

 

 

 

 

약산 완충 용액에 강산을 가하면,

X^-(aq) + H^+(aq) → HX(aq)

 

가한 강산의 몰수만큼

약산의 몰수는 생성(증가)되고,

짝염기의 몰수는 소비(감소)된다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/16402 )

 

 

 

(1 mol/L) (1/1000 L) = 0.001 mol HCl

 

 

 

pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

= –log(1.0×10^(-5)) + log( (0.00001–0.001) / (0.0001+0.001) )

= 5 + Error

---> HCl 첨가 후 용액의 pH

---> 완충 범위를 벗어남

 

 

 

(1 mol/L) (1/1000 L) / (101/1000 L)

= (1) (1/1000) / (101/1000)

= 0.009901 M HCl

 

 

 

pH = –log(0.009901)

= 2.0043

≒ 2

---> HCl 첨가 후 용액의 pH

---> 즉, 그냥 HCl 용액의 pH

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/22714 ]

1 M 약산(HA)과 0.1 M 짝염기(NaA)로

이루어진 완충 용액 100 mL에

1 M HCl 용액 1 mL를 첨가하였다.

 

 

 

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