0.1 M HCl 150 mL + 0.1 M CH3COONa 300 mL 용액의 pH
150 mL의 0.1 M HCl과
300 mL의 0.1 M CH3COONa를 혼합한 다음
1 L로 희석시킨 혼합 용액의 pH는 얼마인가?
단, CH3COOH의 pKa = 4.76
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▶ 약산의 짝염기는 비교적 강한 염기.
( 참고 https://ywpop.tistory.com/6264 )
▶ 약산인 CH3COOH의 짝염기인 CH3COO^-는
비교적 강한 염기.
---> HCl과 산-염기 반응.
HCl(aq) + CH3COO^-(aq) → CH3COOH(aq) + Cl^-(aq)
또는
HCl(aq) + CH3COONa(aq) → CH3COOH(aq) + NaCl(aq)
HCl : CH3COONa : CH3COOH = 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비)
[참고] 강산 또는 강염기가 포함된 산-염기 반응은
한계 반응물이 전부 소모될 때까지 100% 진행된다.
각 반응물의 몰수를 계산하면,
(0.1 mol/L) (150/1000 L) = 0.015 mol HCl
( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )
(0.1 mol/L) (300/1000 L) = 0.03 mol CH3COONa
CH3COONa의 몰수 > HCl의 몰수 이고,
HCl : CH3COONa : CH3COOH = 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,
0.015 mol HCl과 0.015 mol CH3COONa가 반응해서,
0.015 mol CH3COOH 생성.
---> HCl은 전부 소모(= 없음).
---> CH3COONa는 0.015 mol 남아있음.
---> CH3COOH와 CH3COONa가 동시에 존재.
---> 완충용액.
완충용액의 pH는
Henderson-Hasselbalch 식으로 계산.
pH = pKa + log([짝염기]/[약산])
( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )
= pKa + log([CH3COO^-]/[CH3COOH])
= 4.76 + log(0.015 / 0.015)
= 4.76
( 참고: 몰농도 대신 몰수 https://ywpop.tistory.com/13452 )
답: pH = 4.76
[참고] 메탄올을 MeOH, 에탄올을 EtOH와 같이 나타내듯이,
( Me: CH3–, Et: C2H5– )
아세트산, CH3COOH의 약어: AcOH
---> 아세트산나트륨, CH3COONa의 약어: NaOAc
[참고] 아세틸기, acetyl group, CH3CO–의 기호: Ac
( 참고 https://ywpop.tistory.com/6966 )
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