산-염기 혼합 용액의 pH 계산

산-염기 혼합 용액의 pH 계산

 

 

농도 4%짜리 NaOH 용액 150 kg,

농도 9%짜리 HNO3 용액 144 kg,

물 282 kg 을 혼합하였을 때, 혼합 용액의 pH는?

 

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NaOH의 질량 = 150 kg * 0.04 = 6 kg

NaOH의 몰수 = 6,000 g / (40 g/mol) = 150 mol

 

HNO3의 질량 = 144 kg * 0.09 = 12.96 kg

HNO3의 몰수 = 12,960 g / (63 g/mol) = 205.7 mol

 

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

와 같이 산과 염기는 1 : 1 반응하므로, 남아있는 산의 몰수는

205.7 mol - 150 mol = 55.7 mol H+

 

전체 용액의 질량은

150 + 144 + 282 = 576 kg

 

묽은 용액이므로, 물의 밀도를 1 g/mL라 가정하면,

전체 용액의 부피는 576 L

 

수소 이온의 몰농도를 구하면,

55.7 mol / 576 L = 0.0967 M = [H+]

 

pH = -log[H+] = -log(0.0967) = 1.015