0.1 M Na3PO4 용액 50 mL + 0.2 M HCl 용액 50 mL 중화 반응

0.1 M Na3PO4 용액 50 mL + 0.2 M HCl 용액 50 mL 중화 반응

 

 

0.1 M Na3PO4 용액 50 mL에

0.2 M HCl 용액 50 mL를 가하여 얻은

용액 내 화학종의 농도 관계를 옳게 나타낸 것은?

 

 

 

[참고] 3.28 g Na3PO4 + 0.180 M HCl 300.0 mL 중화 반응

[ https://ywpop.tistory.com/6213 ]

 

 

 

각 반응물의 몰수를 계산하면,

(0.1 mol/L) (50/1000 L) = 0.005 mol Na3PO4

= 0.005 mol PO4^3-

 

(0.2) (50/1000) = 0.01 mol HCl

= 0.01 mol H^+ (= H3O^+)

 

 

 

R	H3O^+ +	PO4^3- ⇌	HPO4^2- +	H2O
I(mol)	0.01	0.005	0
C(mol)	–0.005	–0.005	+0.005
E(mol)	0.005	0	0.005

 

 

 

R	H3O^+ +	HPO4^2- ⇌	H2PO4^- +	H2O
I(mol)	0.005	0.005	0
C(mol)	–0.005	–0.005	+0.005
E(mol)	0	0	0.005

 

 

 

중화 반응이 완결되면,

> PO4^3-의 몰수 = 0 mol

> HPO4^2-의 몰수 = 0 mol

> H2PO4^-의 몰수 = 0.005 mol

 

 

 

[H2PO4^-] = 0.005 mol / 0.100 L

= 0.05 M

 

 

 

H2PO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + HPO4^2-(aq) ... Ka2 = 6.2×10^(-8)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7182 )

 

Ka2 = [H^+] [HPO4^2-] / [H2PO4^-]

= (x) (x) / (0.05–x)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

 

 

0.05–x ≒ 0.05 라 근사처리하면,

x = [6.2×10^(-8) × 0.05]^(1/2)

= 5.6×10^(-5) M = [H^+]

= [HPO4^2-]

 

 

300x250

 

 

H2PO4^-는 양쪽성양성자성 물질이므로,

H2PO4^-(aq) + H2O(l) ⇌ H3PO4(aq) + OH^-(aq)

 

Kh = Kb = Kw / Ka

= (1.0×10^(-14)) / (7.5×10^(-3))

= 1.3×10^(-12)

 

 

 

Kb = [H3PO4] [OH^-] / [H2PO4^-]

= (x) (x) / (0.05–x)

 

 

 

0.05–x ≒ 0.05 라 근사처리하면,

x = [1.3×10^(-12) × 0.05]^(1/2)

= 2.5×10^(-7) M = [OH^-]

= [H3PO4]

 

 

 

정리하면,

> [PO4^3-] = 0 M

> [HPO4^2-] = 5.6×10^(-5) M

> [H2PO4^-] = 0.05 M

> [H3PO4] = 2.5×10^(-7) M

 

 

 

따라서

정답일 가능성이 높은 것은

① [H3PO4] ≒ [HPO4^2-]

 

 

 

 

[키워드] HCl + Na3PO4 반응 기준, Na3PO4 + HCl 반응 기준, NaH2PO4 용액의 pH 기준