강산과 강염기: HClO4 용액의 pH

강산과 강염기: HClO4 용액의 pH

 

 

5.0×10^-8 M HClO4의 pH를 계산하시오. 이 용액의 전체 H+ 중에서 물이 해리하여 생기는 분율은 얼마인가?

 

Calculate the pH of 5.0×10^-8 M HClO4. What fraction of the total H+ in this solution is derived from dissociation of water?

 

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HClO4는 강산이므로, 거의 100% 이온화된다고 가정합니다.

따라서 초기 H+의 농도는 5.0×10^-8 M입니다.

이 상태에서 물이 이온화된다고 보고 계산합니다.

5.0×10^-8 M을 5E-8로 간단히 나타내면,

 

	H2O	⇌	H+	+	OH-
초기:			5E-8		0
변화:			+x		+x
평형:			5E-8 + x		x

 

(액체/고체 농도는 상수 취급하므로, 생략했습니다.)

 

Kw = [H+][OH-]

1E-14 = (5E-8 + x) x

x^2 + (5E-8)x – 1E-14 = 0

 

근의 공식으로 계산하면,

x = [H+] = 7.8E-8

 

따라서 평형에서 H+의 농도와 pH는

[H+] = 5E-8 + 7.8E-8 = 1.28E-7

pH = -log[H+] = 6.89

 

그리고 물의 해리 분율은

[물에 의한 H+ / 용액 전체의 H+] × 100

= [7.8E-8 / 1.28E-7] × 100 = 60.9%