아닐린 완충용액의 pH. C6H5NH2 20.00 mL + 1.67 M HCl 35.0 mL

아닐린 완충용액의 pH. C6H5NH2 20.00 mL + 1.67 M HCl 35.0 mL

 

 

아닐린(aniline, C6H5NH2, d = 1.022 g/mL) 20.00 mL와 1.67 M HCl 35.0 mL를 혼합한 용액의 pH를 구하여라. 아닐린의 Kb 값은 4.3×10^-10이다. 부피는 첨가한 만큼 증가한다고 가정하라.

 

 

Calculate the pH of a solution prepared by mixing 20.00 mL of aniline, C6H5NH2 (d = 1.022 g/mL), with 35.0 mL of 1.67 M HCl. Kb for aniline is 4.3×10^-10. (Assume volumes are additive.)

 

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아닐린의 몰수를 계산하면,

20.00 mL × (1.022 g/mL) = 20.44 g

 

C6H5NH2의 몰질량 = 93.13 g/mol

20.44 g / (93.13 g/mol) = 0.2195 mol C6H5NH2

( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

HCl의 몰수를 계산하면,

(1.67 mol/L) × 0.0350 L = 0.0585 mol HCl

 

 

 

0.2195 mol C6H5NH2 > 0.0585 mol HCl 이므로,

중화점 이전이고,

 

약염기-강산 적정 중에는 완충용액이 형성되므로,

( 관련 글 https://ywpop.tistory.com/2742 )

 

용액의 pH는 Henderson-Hasselbalch 식으로 계산한다.

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기])

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

 

 

HCl + C6H5NH2 → C6H5NH3^+ + Cl^-

가한 강산(HCl)의 몰수만큼

약염기(C6H5NH2)의 몰수는 중화되어 감소하고,

0.2195 – 0.0585 = 0.1610 mol C6H5NH2

 

가한 강산(HCl)의 몰수만큼

짝산(C6H5NH3^+)이 생성되므로,

 

 

 

pOH = pKb + log([짝산]/[약염기])

= -log(4.3×10^(-10)) + log(0.0585 / 0.1610)

= 8.93

 

 

 

pH = 14 – 8.93 = 5.07

 

 

 

답: pH = 5.07

 

 

 

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