Mg(OH)2 침전. 0.200 M KOH + 0.200 M Mg(NO3)2

Mg(OH)2 침전. 0.200 M KOH + 0.200 M Mg(NO3)2

 

 

0.200 M 수산화포타슘 수용액 100.0 mL에

0.200 M 질산마그네슘 수용액 100.0 mL를 넣었다.

침전이 완전히 일어난 후

남아있는 각 이온의 농도를 계산하라.

 

 

A 100.0 mL of 0.200 M aqueous potassium hydroxide is mixed

with 100.0 mL of 0.200 M aqueous magnesium nitrate.

Calculate the concentration of each ion remaining in solution

after precipitation is complete.

 

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KOH의 몰수를 계산하면,

(0.200 mol/L) × (100.0/1000 L) = 0.0200 mol KOH

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

Mg(NO3)2의 몰수를 계산하면,

(0.200 mol/L) × (100.0/1000 L) = 0.0200 mol Mg(NO3)2

 

 

 

균형 맞춘 반응식

2KOH(aq) + Mg(NO3)2(aq) → Mg(OH)2(s) + 2KNO3(aq)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/23936 )

 

KOH : Mg(NO3)2 = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

KOH가 한계 반응물.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

---> 침전 후 0.0100 mol Mg(NO3)2가 미반응물로 존재.

 

 

 

KOH : Mg(OH)2 = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.0200 mol KOH가 반응하면,

0.0100 mol Mg(OH)2가 침전됨.

 

 

 

Mg(OH)2의 몰질량 = 58.32 g/mol 이므로,

0.0100 mol Mg(OH)2의 질량을 계산하면,

0.0100 mol × (58.32 g/mol) = 0.583 g Mg(OH)2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

침전 후 용액 속에 남아있는 이온의 농도를 계산하면,

 

먼저 0.0100 mol Mg(NO3)2가 미반응물로 존재하기 때문에,

Mg(NO3)2(aq) → Mg^2+(aq) + 2NO3^-(aq)

 

> [Mg^2+] = 0.0100 mol / (200.0/1000 L) = 0.0500 M

> [NO3^-] = 2(0.0100) mol / (200.0/1000 L) = 0.100 M

 

 

 

[참고] 0.200 M KOH 100.0 mL + 0.200 M Mg(NO3)2 100.0 mL

---> 혼합 용액의 부피는 200.0 mL

 

 

 

KOH : KNO3 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.0200 mol KOH가 반응하면,

0.0200 mol KNO3가 생성되므로,

KNO3(aq) → K^+(aq) + NO3^-(aq)

 

> [K^+] = 0.0200 mol / (200.0/1000 L) = 0.100 M

> [NO3^-] = 0.0200 mol / (200.0/1000 L) = 0.100 M

 

 

 

이온의 농도를 정리하면,

 

답:

> [Mg^2+] = 0.0500 M

> [K^+] = 0.100 M

> [NO3^-] = 0.100 + 0.100 = 0.200 M

 

 

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0.200 M 수산화포타슘 수용액 100.0 mL에

0.200 M 질산마그네슘 수용액 100.0 mL를 넣었다.

 

a. 혼합 후 일어날 수 있는 반응의 균형이 맞춘 화학 반응식을 써라.

2KOH(aq) + Mg(NO3)2(aq) → Mg(OH)2(s) + 2KNO3(aq)

2KOH + Mg(NO3)2 → Mg(OH)2 + 2KNO3

Mg(NO3)2 + 2KOH → Mg(OH)2 + 2KNO3

 

b. 어떤 침전물이 생길 것인가? Mg(OH)2(s)

 

c. 생성된 침전의 질량은 얼마인가? 0.583 g Mg(OH)2

 

d. 침전이 완전히 일어난 후 남아있는 각 이온의 농도를 계산하라.

> Mg^2+ 이온의 농도 = 0.0500 M

> K^+ 이온의 농도 = 0.100 M

> NO3^- 이온의 농도 = 0.200 M

 

 

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[참고] 정확한 [Mg^2+]와 [OH^-]를 계산해보면,

Ksp = [Mg^2+] [OH^-]^2

= (0.0500 + s) (2s)^2 = 1.2×10^(-11)

 

 

 

0.0500 + s ≒ 0.0500 이라 근사처리하면,

Ksp = (0.0500) (4s^2) = 1.2×10^(-11)

 

4s^2 = 1.2×10^(-11) / (0.0500)

 

s = (1.2×10^(-11) / 0.200)^(1/2)

= 7.746×10^(-6) M

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4177 )

 

 

 

따라서

(0.0500 M) + (7.746×10^(-6) M) ≒ 0.0500 M Mg^2+ 이고,

2 × (7.746×10^(-6) M) = 1.55×10^(-5) M OH^- 이므로,

이 문제의 답안지에서는

난용성염의 해리로 인한 농도는 무시했음.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/23936 ] 알짜 KOH + Mg(NO3)2. Mg(OH)2 침전

 

 

 

[키워드] 알짜 KOH + Mg(NO3)2 기준문서, 알짜 Mg(NO3)2 + KOH 기준문서

 

[FAQ] [①23/06/10]