CuSO4 2.50 g을 0.30 M NH3 용액 9.0×10^2 mL에 용해

CuSO4 2.50 g을 0.30 M NH3 용액 9.0×10^2 mL에 용해

 

 

CuSO4 2.50 g을 0.30 M NH3 용액 9.0×10^2 mL에 용해시켰다.

평형에서 Cu^2+, Cu(NH3)4^2+, NH3의 농도를 계산하시오.

 

 

If 2.50 g of CuSO4 are dissolved in 9.0×10^2 mL of 0.30 M NH3, what are the concentrations of Cu^2+, Cu(NH3)4^2+, and NH3 at equilibrium?

 

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CuSO4의 몰질량 = 159.61 g/mol

CuSO4 2.50 g의 몰수를 구하면,

2.50 g / (159.61 g/mol) = 0.01566 mol CuSO4

 

 

CuSO4(aq) → Cu^2+(aq) + SO4^2-(aq)

CuSO4는 강전해질이므로, 거의 100% 이온화된다고 가정하면,

CuSO4의 몰수 = Cu^2+의 몰수 = 0.01566 mol Cu^2+

 

 

0.30 M NH3 용액 9.0×10^2 mL에 들어있는 NH3의 몰수를 구하면,

0.30 M = ? mol / 0.9 L

? = (0.30 mol/L) × 0.9 L = 0.27 mol NH3

 

 

CuSO4 + NH3 반응의 균형 맞춘 반응식

CuSO4(s) + 4NH3(aq) → Cu(NH3)4^2+(aq) + SO4^2-(aq)

 

 

CuSO4 + NH3 반응의 알짜 이온 반응식

Cu^2+(aq) + 4NH3(aq) → Cu(NH3)4^2+(aq)

 

 

Cu^2+ : NH3 = 1 : 4 반응하므로,

0.01566 mol Cu^2+가 모두 반응하는데 필요한 NH3의 몰수는

1 : 4 = 0.01566 mol : ? mol

? = 4 × 0.01566 = 0.06264 mol NH3 ---> 반응 후, 남는다.

 

 

0.27 mol NH3가 모두 반응하는데 필요한 Cu^2+의 몰수는

1 : 4 = ? mol : 0.27 mol

? = 0.27 / 4 = 0.0675 mol Cu^2+ ---> 이만큼 없다.

 

 

따라서 Cu^2+가 한계시약(limiting reagent)이므로,

Cu(NH3)4^2+의 생성량은 Cu^2+에 의해 결정된다.

Cu^2+ : Cu(NH3)4^2+ = 1 : 1 반응 비이므로,

0.01566 mol Cu(NH3)4^2+가 생성된다.

 

 

한편 과잉시약인 NH3는 반응 후,

0.27 mol - 0.06264 mol = 0.20736 mol 이 남는다.

 

 

문제에서 요구하는 평형에서의 농도를 정리하면,

[Cu^2+] = 0 M ; Cu^2+는 한계시약, 모두 소비되었다.

[Cu(NH3)4^2+] = 0.01566 mol / 0.9 L = 0.0174 M

[NH3] = 0.20736 mol / 0.9 L = 0.2304 M

 

 

 

CuSO4 2.50 g을 0.30 M NH3 9.0×10^2 mL에 용해시킨다면 평형 상태에서 Cu^2+, Cu(NH3)4^2+ 및 NH3의 농도는 얼마인가?

 

If 2.50 g of CuSO4 is dissolved in 9.0×10^2 mL of 0.30 M NH3, calculate the concentrations of Cu^2+, Cu(NH3)4^2+, and NH3 at equilibrium.