0.1 M HCl 150 mL + 0.1 M CH3COONa 300 mL 용액의 pH

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 )