완충 용액의 pH 계산, Henderson-Hasselbalch 식

완충 용액의 pH 계산, Henderson-Hasselbalch 식

 

 

과 으로 구성된 완충 용액에서,

 

 

CH3COOH는 약산 = 약전해질 이므로, 극히 일부만 이온화되고,
즉, [CH3COOH] >> [H^+]
CH3COONa는 가용성염 = 강전해질 이므로, 거의 100% 이온화된다는 것을 명심할 것.
즉, [CH3COONa] = [Na^+]

 

 

산 이온화 상수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

 

 

(1)식을 수소 이온 농도에 대해 정리한 다음,

 

 

양변에 –log를 곱하면,

 

 

최종적으로 (3)식은 다음과 같이 정리할 수 있다.

 

 

(4)식을 Henderson-Hasselbalch 식이라 한다.

 

 

(4)식에서, 만약 [약산] ≒ [짝염기] 이면,

(예로,  = 0.1 M,   = 0.1 M)

 

 

 

따라서 만약 pH 4.60짜리 완충 용액을 만들고 싶다면,  값이 4.60에 가까운 약산을 찾으면 된다.

 

 

 

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[실험] pH 4.60짜리 완충 용액 만들기

 

 

[1]  값이 4.60에 가까운 산을 검색한다.

가능하면, 싸고, 쉽게 구할 수 있고, 다루기 쉽고, 독하지 않는 놈으로...

 

[2] 검색 결과

▶ Hydrazoic acid  ⇨   = 4.72

▶ Acetic acid  ⇨   = 4.75

 

[3] Hydrazoic acid의  값이 pH 4.60에 더 근접하지만,

Hydrazoic acid, also known as hydrogen azide or azoimide, is

a colorless, volatile, and explosive liquid at room temperature and pressure.

⇨ 싸고, 쉽게 구할 수 있고, 다루기 쉽고, 덜 독한 Acetic acid를 사용하자.

⇨ [  +  ] 완충계로 결정.

 

[4] 농도 산출

 

 

예를 들면, 0.14 mol 과 0.10 mol 을 물에 용해시켜 1.00 L 만큼 만들면 된다. 즉, 농도 비가 “1.4”이기만 하면 된다.