화학량론적 계산: CaO의 질량

화학량론적 계산: CaO의 질량

 

 

어떤 NaOH 용액의 pH가 10.50이다. CaO 몇 그램을 물에 완전히 용해시켜 1.00 L로 만들면 같은 pH를 얻을 수 있는가?

 

A solution of NaOH has a pH of 10.50. How many grams of CaO should be dissolved in sufficient water to make 1.00 L of a solution having the same pH?

 

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용액의 pH로부터 NaOH 용액에 존재하는 OH- 이온의 몰농도를 계산하면,

pH + pOH = 14

pOH = 14 – 10.50 = 3.50

pOH = -log[OH-] = 3.50

[OH-] = 10^-3.50 = 3.16×10^-4 M

NaOH는 이온화되면 1개 OH- 이온을 내놓기 때문에

NaOH → Na+ + OH-

[OH-] = [NaOH] = 3.16×10^-4 M

 

CaO와 물이 반응하면, Ca(OH)2가 생성되며,

CaO + H2O → Ca(OH)2

Ca(OH)2는 물에서 Ca2+와 OH-로 이온화됩니다.

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH-

 

두 용액의 pH 값이 같기 위해서는, 각 용액에 존재하는 OH- 이온의 농도가 같으면 됩니다.

Ca(OH)2는 이온화되면 OH- 이온을 2개 내놓기 때문에, Ca(OH)2의 몰농도는 NaOH의 1/2이면 됩니다.

[Ca(OH)2] = [NaOH] / 2 = 1.58×10^-4 M

따라서 용액 1 L당 1.58×10^-4 mol Ca(OH)2가 필요합니다.

 

CaO : Ca(OH)2 = 1 : 1 이므로,

필요한 CaO 역시 1.58×10^-4 mol입니다.

CaO의 몰질량(56.1 g/mol)을 사용해서, 몰수를 질량으로 환산하면,

1.58×10^-4 mol × (56.1 g/mol) = 0.00886 g CaO