난용성염의 용해도와 pH. Mg(OH)2

난용성염의 용해도와 pH. Mg(OH)2

 

 

0.2 M NH4OH(= NH3) 500 mL에 0.2 M MgSO4 500 mL를 가했을 때

Mg(OH)2 침전이 생성되는 것을 방지하려면

몇 g의 NH4Cl (MW=53.5) 이 필요한가?

단, Mg(OH)2의 Ksp=1.0×10^(-11), NH4OH의 Kb=1.0×10^(-5).

 

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가용성염, MgSO4의 이온화 반응식

MgSO4(aq) → Mg^2+(aq) + SO4^2-(aq)

 

혼합 후 Mg^2+의 몰농도를 계산하면,

(0.2 mol/L) × 0.5 L = 0.1 mol Mg^2+ ... 혼합 전

0.1 mol / 1.0 L = 0.1 M Mg^2+ ... 혼합 후

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

 

난용성염, Mg(OH)2의 이온화 반응식과 Ksp

Mg(OH)2(s) ⇌ Mg^2+(aq) + 2OH^-(aq)

Ksp = [Mg^2+][OH^-]^2 = 1.0×10^(-11)

 

혼합 후, [Mg^2+] = 0.1 M 이므로,

(0.1)[OH^-]^2 = 1.0×10^(-11)

( 참고: 공통 이온 효과 https://ywpop.tistory.com/3141 )

 

[OH^-]^2 = 1.0×10^(-10)

[OH^-] = 1.0×10^(-5) M

---> pOH = 5.0

 

 

 

따라서

[OH^-]가 1.0×10^(-5) M보다 크면,

즉 pOH가 5.0보다 작으면 Mg(OH)2 침전이 생성되므로,

Mg(OH)2 침전이 생성되는 것을 방지하려면

pOH는 5.0보다 커야 된다.

( 참고: Q와 Ksp https://ywpop.tistory.com/12527 )

 

 

반응형

 

 

약염기(NH3)와 짝산염(NH4Cl)의 완충 용액에서,

pOH = pKb + log([NH4^+]/[NH3])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

5.0 = 5.0 + log([NH4^+]/[NH3])

log([NH4^+]/[NH3]) = 0

[NH4^+]/[NH3] = 1

[NH4^+] = [NH3] ... pOH = 5.0인 조건

 

 

 

혼합 후 NH3(= NH4OH)의 몰농도를 계산하면,

(0.2 mol/L) × 0.5 L = 0.1 mol NH3 ... 혼합 전

0.1 mol / 1.0 L = 0.1 M NH3 ... 혼합 후

 

 

 

[NH3] = 0.1 M이므로,

pOH = 5.0이 되려면,

[NH4^+] = 0.1 M이 되어야 한다.

 

 

 

용액의 전체 부피가 1.0 L이므로,

0.1 M NH4^+의 몰수는

(0.1 mol/L) × 1.0 L = 0.1 mol NH4^+

 

 

 

NH4^+의 몰수 = NH4Cl의 몰수 = 0.1 mol이므로,

NH4Cl(aq) → NH4^+(aq) + Cl^-(aq)

 

0.1 mol NH4Cl의 질량은

0.1 mol × (53.5 g/mol) = 5.35 g NH4Cl

 

 

 

NH4Cl을 5.35 g 이상 넣어주면,

log([NH4^+]/[NH3]) > 0 이 되고,

용액의 pOH는 5.0보다 크므로,

Mg(OH)2 침전은 생성되지 않는다.

 

 

 

답: 5.35 g

 

 

 

 

[키워드] 0.2 M NH4OH 500 mL 0.2 M MgSO4 500 mL Mg(OH)2 NH4Cl mass MW=53.5 Mg(OH)2 Ksp = 1.0×10^(-11) NH4OH Kb = 1.0×10^(-5)

 

[FAQ] [①22/10/27] [②23/11/01]