강산-강염기 중화 적정. 0.200 M HClO4 40.0 mL + 0.100 M KOH

강산-강염기 중화 적정. 0.200 M HClO4 40.0 mL + 0.100 M KOH

 

 

KOH의 양을 다음과 같이 첨가했을 때, 용액의 pH 계산.

 

a) 0 mL

b) 10 mL

c) 40 mL

d) 80 mL

e) 100 mL

 

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a) 적정 전.

HClO4는 강산이므로, [HClO4] = [H+]

pH = -log[H+] = -log(0.2) = 0.699

 

0.2 M HClO4 40 mL에 들어있는 HClO4의 몰수

= (0.2 mol/L) * 0.040 L = 0.008 mol H+

 

 

b) KOH는 강염기이므로, [KOH] = [OH-]

0.1 M KOH 10 mL에 들어있는 KOH의 몰수

= (0.1 mol/L) * 0.010 L = 0.001 mol OH-

이만큼 산이 중화되므로, 남아있는 산의 몰수는

0.008 – 0.001 = 0.007 mol H+

이때 용액의 부피는

40 + 10 = 50 mL 이므로, 산의 몰농도는

0.007 mol / 0.050 L = 0.14 M H+

따라서 pH = -log(0.14) = 0.854

 

 

c) 0.1 M KOH 40 mL에 들어있는 KOH의 몰수

= 0.1 * 0.040 = 0.004 mol OH-

이만큼 산이 중화되므로, 남아있는 산의 몰수는

0.008 – 0.004 = 0.004 mol H+

이때 용액의 부피는

40 + 40 = 80 mL 이므로, 산의 몰농도는

0.004 / 0.080 = 0.05 M

따라서 pH = -log(0.05) = 1.301

 

 

d) 0.1 M KOH 80 mL에 들어있는 KOH의 몰수

= 0.1 * 0.080 = 0.008 mol OH-

이만큼 산이 중화되므로, 남아있는 산의 몰수는

0.008 – 0.008 = 0 mol H+

따라서 산은 염기에 의해 완전히 중화되므로, pH = 7

 

 

e) 0.1 M KOH 100 mL에 들어있는 KOH의 몰수

= 0.1 * 0.100 = 0.01 mol OH-

염기의 몰수는 산의 몰수보다 크다(많다).

따라서 중화 반응 후 염기가 남는다. 남아있는 염기의 몰수는

0.01 - 0.008 = 0.002 mol OH-

이때 용액의 부피는

40 + 100 = 140 mL 이므로, 염기의 몰농도는

0.002 / 0.140 = 0.0143 M OH-

pOH = -log[OH-] = -log(0.0143) = 1.845

따라서 pH = 14 – pOH = 14 – 1.845 = 12.155

  

  

[보충설명] 산-염기 중화 적정 과정에서 용액의 pH 계산: 강산-강염기 적정