pH 3.37 mandelic acid + mandelate 완충용액

pH 3.37 mandelic acid + mandelate 완충용액

 

 

pH 3.37 완충용액을 만들려면

0.300 M sodium mandelate 250.0 mL에

0.200 M HCl을 몇 mL 넣어야하는가?

mandelic acid의 Ka = 4.0×10^(-4)

 

 

What volume of 0.200 M HCl must be added to

250.0 mL of 0.300 M sodium mandelate

to produce a buffer solution with a pH of 3.37?

Ka of mandelic acid = 4.0×10^(-4)

 

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Let,

> mandelic acid = HA

> sodium mandelate = NaA

> mandelate = A^-

 

 

 

NaA의 mol수를 계산하면,

(0.300 mol/L) (250.0/1000 L) = 0.0750 mol NaA

 

 

 

Henderson-Hasselbalch 식

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

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

3.37 = –log(4.0×10^(-4)) + log([A^-]/[HA])

 

log([A^-]/[HA]) = 3.37 + log(4.0×10^(-4)) = –0.0279

 

[A^-]/[HA] = 10^(–0.0279) = 0.938

 

 

 

A^-와 HA는 한(같은) 용액 안에 함께 있으므로,

몰농도 ∝ mol수

 

 

 

HCl + NaA → HA + NaCl

HCl : NaA : HA = 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

 

NaA에 HCl을 가하면,

가한 HCl의 몰수만큼,

NaA의 몰수는 감소(소비)하고,

HA의 몰수는 증가(생성)한다.

 

 

 

[A^-] : [HA] = 0.938 : 1 = (0.0750–x) : x

 

0.938x = 0.0750 – x

 

1.938x = 0.0750

 

x = 0.0750 / 1.938 = 0.0387 mol HA

 

 

 

HCl + NaA → HA + NaCl

HCl : HA = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

가해준 HCl의 mol수 = 생성된 HA의 mol수

 

 

 

가해줄 HCl의 부피를 계산하면,

0.0387 mol / (0.200 mol/L) = 0.194 L

 

 

 

답: 194 mL

 

 

 

 

[참고] 만약 계산에 사용한 mandelic acid의 pKa = 3.41 이면,

3.37 = 3.41 + log([A^-]/[HA])

[A^-]/[HA] = 10^(–0.04) = 0.912

[A^-] : [HA] = 0.912 : 1 = (0.0750–x) : x

x = 0.0750 / 1.912 = 0.0392 mol HA

0.0392 mol / (0.200 mol/L) = 0.196 L = 196 mL

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19907 ] pH 3.37 buffer 0.300 M sodium mandelate 500.0 mL 0.200 M HCl

 

 

 

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