약산-강염기 중화반응. 완충용액

약산-강염기 중화 반응. 완충용액

 

 

0.122 M 약산(HA, pKa = 9.747) 용액 59.6 mL에 0.0431 M NaOH 용액 몇 mL를 첨가하면 pH 8.00 용액이 되는가?

 

 

0.122 M 약산(HA, pKa=9.747) 59.6 mL 용액에

0.0431 M NaOH 몇 mL를 첨가하면

pH 8.00 용액을 만들 수 있는가?

① 29.7    ② 2.97    ③ 0.297    ④ 0.0297

 

---------------------------------------------------

 

NaOH의 mL수를 x라 두면,

 

> 약산의 몰수 = (0.122 mol/L) × 0.0596 L = 7.27×10^–3 mol

> NaOH의 몰수 = (0.0431 mol/L) × 0.001x L = 4.31x×10^–5 mol

( 구하는 값은 mL이고, 곱한 값은 L이기 때문에 0.001을 곱한다. )

( 1 L = 1000 mL, 0.001 L = 1 mL )

 

 

NaOH가 한계시약이고,

( ①번 29.7을 곱해도 NaOH의 몰수는 약산의 몰수보다 작다.

> 약산의 몰수 = (0.122 mol/L) × 0.0596 L = 0.00727 mol
> NaOH의 몰수 = (0.0431 mol/L) × 0.001*29.7 L = 0.00128 mol
약산의 몰수가 NaOH의 몰수보다 더 크다. )
 

 

HA + NaOH → NaA + H2O

HA : NaOH = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

NaOH의 몰수만큼 약산은 중화된다. 따라서,

반응 후 남아있는 HA의 몰수 = [(7.27×10^–3) - (4.31x×10^–5)] mol

 

NaOH : NaA = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

생성된 NaA의 몰수 = 4.31x×10^–5 mol

 

 

염(NaA)은 강전해질이므로,

NaA(aq) → Na+(aq) + A-(aq)

NaA의 몰수 = A-의 몰수 = 4.31x×10^–5 mol

 

 

약산-강염기 중화 반응 시에는 완충용액이 형성되므로,

용액의 pH는 Henderson-Hasselbalch식으로

간단히 계산할 수 있다.

 

pH = pKa + log{[짝염기]/[산]}

pH = pKa – log{[산]/[짝염기]}

 

pH = pKa – log{[HA]/[A-]}

8.00 = 9.747 - log ([(7.27×10^–3) - (4.31x×10^–5)] / (4.31x×10^–5))

 

log ([(7.27×10^–3) - (4.31x×10^–5)] / (4.31x×10^–5)) = 1.747

10^1.747 = [(7.27×10^–3) - (4.31x×10^–5)] / (4.31x×10^–5)

55.847 * (4.31x×10^–5) = (7.27×10^–3) - (4.31x×10^–5)

(240.7x×10^–5) + (4.31x×10^–5) = 7.27×10^–3

245.01x×10^–5 = 7.27×10^–3

x = (7.27×10^–3) / (245.01×10^–5) = 2.97

 

 

답: ② 2.97

 

 

[키워드] 약산-강염기 중화적정, 약산-강염기 완충용액 기준문서