37℃에서 1.00×10^-8 M HClO4 용액의 pH

37℃에서 1.00×10^-8 M HClO4 용액의 pH

(단, 37℃에서 Kw = 2.5×10^-14)

- 매우 묽은 강산의 pH

 

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1) HClO4는 강산이므로, 거의 100% 이온화된다고 가정하면,

[HClO4] = [H^+] = 1.00×10^-8 M = 1E-8 M

 

 

2) 용매인 물의 자동이온화 결과 생성된 [H^+]를 계산하면,

( 산에서 이온화된 H^+ 이온이 용액 중에 존재하므로,

물의 자동이온화에 의한 [H^+]는 약간 감소한다. )

( 물의 자동이온화 https://ywpop.tistory.com/2704 )

 

... H2O(l) ⇌ H^+(aq) + OH^-(aq)

초기 ........ 1E-8 ..... 0

변화 ........ +x ....... +x

평형 ........ 1E-8+x ... x

 

Kw = [H^+][OH^-]

2.5×10^-14 = (1.00×10^-8 + x) (x)

x^2 + (1.00×10^-8)x – (2.5×10^-14) = 0

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

( 계산기 https://ywpop.tistory.com/3302 )

x = 1.5319×10^-7 ≒ 1.53×10^-7 M

 

 

3) 전체 [H^+]

= (1.00×10^-8) + (1.53×10^-7) = 1.63×10^-7 M

 

 

4) pH = -log[H^+] 이므로,

( pH 정의 https://ywpop.tistory.com/2706 )

pH = -log(1.63×10^-7) = 6.79

 

 

답: pH = 6.79

 

 

 

[참고] 물의 자동이온화 결과 생성된 [H^+]를 계산할 때,
산에서 이온화된 H^+ 이온을 고려하지 않으면,
전체 [H^+]는 약간 증가, 용액의 pH는 약간 감소한다.
pH = 6.79 → 6.77

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/9067 ]

 

 

 

[키워드] 강산의 pH와 근의 공식 기준문서, 근의 공식과 강산의 pH 기준문서