산-염기 적정. 미지의 일양성자산 시료 0.1687 g

산-염기 적정. 미지의 일양성자산 시료 0.1687 g

 

 

미지의 일양성자산 시료 0.1687 g을 25.0 mL의 물에 녹여

0.1150 M NaOH로 적정하였다.

산이 당량점에 도달하는데 염기 15.5 mL가 필요하다.

a) 산의 몰질량은 얼마인가?

b) 적정 시 염기를 7.25 mL 첨가한 후, pH가 2.85임을 알았다.

산의 이온화 상수(Ka)는 얼마인가?

 

 

A sample of 0.1687 g of an unknown monoprotic acid

was dissolved in 25.0 mL of water

and titrated with 0.1150 M NaOH.

The acid required 15.5 mL of base to reach the equivalence point.

a) What is the molecular weight of the acid?

b) After 7.25 mL of base has been added in the titration

the pH was found to be 2.85.

What is the Ka for the unknown acid?

 

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a)

MV = M’V’

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4689 )

 

(M) (25.0 mL) = (0.1150 M) (15.5 mL)

M = (0.1150) (15.5) / (25.0) = 0.0713 M HA

 

 

 

(0.0713 mol/L) × 0.0250 L = 0.0017825 mol HA

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

 

0.1687 g / 0.0017825 mol = 94.6 g/mol HA

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

또는 일양성자산의 경우,

당량점에서 NaOH의 몰수 = HA의 몰수 이므로,

(0.1150 mol/L) × 0.0155 L = 0.0017825 mol HA

 

0.1687 g / 0.0017825 mol = 94.6 g/mol HA

 

 

 

 

b)

Ka 값을 계산하라는 것은 HA가 약산임을 의미.

약산-강염기 적정 중에는 완충용액이 형성됨.

 

 

 

7.25 mL NaOH 가했을 때, 중화된 HA의 몰수를 계산하면,

0.0017825 mol × (7.25 mL / 15.5 mL) = 0.00083375 mol

 

 

 

또는

가한 염기의 몰수 = 중화된 HA의 몰수 이므로,

0.1150 M × (7.25/1000 L) = 0.00083375 mol NaOH

= 0.00083375 mol HA

 

 

 

HA(aq) + OH^-(aq) → A^-(aq) + H2O(l)

HA : A^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.00083375 mol HA가 중화되면, 0.00083375 mol A^-가 생성되고,

0.0017825 – 0.00083375 = 0.00094875 mol HA가 남아있음.

 

 

 

완충용액의 pH는 Henderson-Hasselbalch 식으로 계산.

pH = pKa + log([염기]/[산])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

pH = pKa + log([A^-] / [HA])

 

2.85 = pKa + log(0.00083375 / 0.00094875)

 

pKa = 2.85 – log(0.00083375 / 0.00094875) = 2.906116

 

Ka = 10^(-2.906116) = 0.00124

 

 

 

답: a) 94.6 g/mol, b) 1.24×10^(-3)

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/7603 ] 미지의 일양성자산 시료 0.1276 g을 25.0 mL의 물에 녹여 0.0633 M NaOH로 적정하였다. 산이 당량점에 도달하는데 염기 18.4 mL가 필요하다.

 

 

 

[키워드] 0.1687 g sample 25.0 mL water 0.1150 M NaOH 15.5 mL 7.25 mL pH 2.85 Ka