이양성자산(2가산)의 중화 적정. 프탈산

이양성자산(2가산)의 중화 적정. 프탈산

 

 

프탈산의 Ka1 = 1.12×10^-3 이고, Ka2 = 3.90×10^-6 이다.

0.050 M 프탈산 30 mL를 0.10 M NaOH로 적정하였다.

NaOH를 30 mL 가했을 때, 용액의 pH는?

 

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프탈산은 이양성자산(2가산, H2A)이므로, H+의 몰수를 계산하면,

H2A(aq) ⇌ 2H+(aq) + A^2-(aq)

2 × (0.050 mol/L) × 0.030 L = 0.003 mol H+

 

이때 A^2-의 몰수는

(0.050 mol/L) × 0.030 L = 0.0015 mol A^2-

 

OH-의 몰수를 계산하면,

(0.1 mol/L) × 0.030 L = 0.003 mol OH-

 

H+의 몰수 = OH- 몰수 이므로,

용액은 정확히 중화된다.

 

그러나 약산의 음이온(짝염기, A^2-)은 비교적 강한 염기이므로,

물과 가수분해 반응이 일어나며, 그 결과 생성된 OH- 때문에,

중화점(당량점)에서의 용액의 pH는 7 이상이 될 것으로 예상된다.

 

A^2-의 몰농도를 계산하면,

0.0015 mol / 0.060 L = 0.025 M

 

가수분해 평형 반응식

A^2-(aq) + H2O(l) ⇌ HA-(aq) + OH-(aq)

0.025-x .................. x ........... x

 

가수분해 반응은 일부만 일어나므로,

x의 값이 매우 작기 때문에, 0.025-x ≒ 0.025 라 가정하면,

 

Kh = Kb = Kw / Ka = (10^(-14)) / (3.90×10^(-6))

= 2.56×10^(-9) = x^2 / 0.025

x = [ (2.56×10^(-9)) × (0.025) ]^(1/2)

= 8.0×10^(-6) = [OH-]

 

pOH = -log(8.0×10^(-6)) = 5.1

pH = 14 – 5.1 = 8.9