10^(-4) M Na2HPO4 용액의 pH

10^(-4) M Na2HPO4 용액의 pH

 

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▶ H3PO4의 이온화 반응식 (3단계로 이온화)

> H3PO4(aq) ⇌ H^+(aq) + H2PO4^-(aq) ... Ka1

> H2PO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + HPO4^2-(aq) ... Ka2

> HPO4^2-(aq) ⇌ H^+(aq) + PO4^3-(aq) ... Ka3

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7182 )

 

 

 

▶ H3PO4의 산 이온화 상수, Ka

> Ka1 = 7.11×10^(-3)

> Ka2 = 6.34×10^(-8)

> Ka3 = 4.22×10^(-11)

※ Ka 값은 문헌에 따라 다를 수 있다.

 

 

 

Na2HPO4는 가용성염이므로, 100% 이온화된다고 가정한다.

Na2HPO4(aq) → 2Na^+(aq) + HPO4^2-(aq)

---> [Na2HPO4] = [HPO4^2-] = 10^(-4) M

 

 

 

HPO4^2-(aq) ⇌ H^+(aq) + PO4^3-(aq) ... Ka3

Ka3 값이 매우 작기 때문에, 이 과정은 무시한다.

즉, 이 과정에 의해 생성된 H^+ 이온의 양은 무시한다.

 

 

 

HPO4^2-는 약산의 짝염기이므로, 가수분해 반응이 일어난다.

HPO4^2-(aq) + H2O(l) ⇌ H2PO4^-(aq) + OH^-(aq)

( 참고: 가수분해 https://ywpop.tistory.com/5502 )

 

---> HPO4^2-(aq), H2PO4^-(aq) 평형이므로, Ka2.

 

 

 

가수분해 반응의 평형상수

Kh = Kb = Kw / Ka

= 10^(-14) / (6.34×10^(-8))

= 1.577287×10^(-7)

 

 

 

Kb = x^2 / C

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

x = [Kb × C]^(1/2)

= [1.577287×10^(-7) × 10^(-4)]^(1/2)

= 3.9715×10^(-6) M = [OH^-]

 

 

 

[참고]

10^(-4) M × (5/100) = 5×10^(-6) M > x

---> 5% 검증 통과.

 

 

 

pOH = –log(3.9715×10^(-6)) = 5.40

 

pH = 14 – 5.40 = 8.60

 

 

 

답: pH = 8.60

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/14384 ] 0.01 M Na2HPO4 용액의 pH

 

 

 

[키워드] Na2HPO4 용액의 pH 기준문서