0.2 M 황산(H2SO4) 용액의 pH

0.2 M 황산(H2SO4) 용액의 pH

 

 

2단계 이온화 평형 반응식에서,

H^+ 이온의 초기 농도가 0.2 M인 이유는?

 

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

 

황산은 2가산이므로, 다단계(2단계)로 이온화됩니다.

 

 

 

황산의 1단계 이온화 반응식

H2SO4(aq) → H^+(aq) + HSO4^-(aq)

 

 

 

이 경우 거의 100% 이온화되므로,

[H2SO4] = [H^+] = [HSO4^-] = 0.2 M

 

 

 

황산의 2단계 이온화 평형 반응식

HSO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + SO4^2-(aq) ... Ka = 0.012

( 2단계에서는 일부만 이온화됩니다. )

 

 

 

2단계 이온화 평형 반응식을 화학량론에 기초하여, ICE 도표를 만들면,

 

............. HSO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + SO4^2-(aq)

초기(M) .... 0.2 ............. 0.2 ......... 0

변화(M) .... -x .............. +x ........... +x

평형(M) .... 0.2-x .......... 0.2+x ....... x

 

 

 

여기서 초기 농도가 [HSO4^-] = [H^+] = 0.2 M인 이유는

1단계 이온화 결과, 생성되어 용액 중에 이미 존재하기 때문입니다.

 

다단계로 이온화되는 산의 경우, 이점에 주의해야 합니다.

 

 

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

Ka = (0.2+x)(x) / (0.2-x) = 0.012
0.2x + x^2 = 0.0024 – 0.012x
x^2 + 0.212x – 0.0024 = 0
x = 0.01077

 

 

 

따라서 평형에서 [H^+]는

0.2 + 0.01077 = 0.21077 M 이므로,

 

0.2 M H2SO4 용액의 pH는

pH = -log(0.21077) = 0.6762 가 됩니다.

 

 

 

실제로 0.2 M H2SO4 용액의 pH는 0.4보다는 더 높습니다.

pH 0.4는 수소 이온 2개 전부 100% 이온화된다고 가정하고 계산한 값이기 때문입니다.

( 실제로는, 2개 중 1개만 100% 이온화되고, 나머지 1개는 일부만 이온화됩니다. )

 

 

 

중요한 것은 고등학교뿐만 아니라 대학교 교재에서도

2가 이상의 강산 또는 강염기의 pH는
2단계까지 100% 이온화된다고 가정한 농도값으로 계산한다는 것입니다.

 

 

 

[ 0.1 M 황산 용액의 pH https://ywpop.tistory.com/5813 ]

 

 

 

 

[키워드] 황산 용액 pH, 황산 pH, 황산의 pH, 황산 용액의 pH 기준문서