0.60 M NH3 2.0 mL 1.0×10^(-3) M ZnSO4 1.0 L

0.60 M NH3 2.0 mL 1.0×10^(-3) M ZnSO4 1.0 L

0.60 M NH3 2.0 mL를

1.0×10^(-3) M ZnSO4 1.0 L에 첨가할 때,

침전이 생길지 여부를 계산하시오.

Calculate whether or not a precipitate will form

if 2.0 mL of 0.60 M NH3 are added to

1.0 L of 1.0×10^(-3) M ZnSO4.

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[1] 혼합 용액 속 [Zn^2+] 계산

ZnSO4는 가용성염이므로,

100% 이온화 된다고 가정하면,

ZnSO4(aq) → Zn^2+(aq) + SO4^2-(aq)

[ZnSO4] = [Zn^2+] = 1.0×10^(-3) M

ZnSO4 용액 속 Zn^2+의 몰수를 계산하면,

(1.0×10^(-3) mol/L) × 1.0 L

= 1.0×10^(-3) mol Zn^2+

( 참고: MV = mol https://ywpop.tistory.com/7738 )

혼합 용액 속 Zn^2+의 몰농도를 계산하면,

[Zn^2+] = (1.0×10^(-3) mol) / 1.002 L

≒ 1.0×10^(-3) M

[2] 혼합 용액 속 [OH^-] 계산

약염기인 NH3의 이온화 반응식

NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4^+(aq) + OH^-(aq)

Kb = x^2 / 0.60–x = 1.8×10^(-5)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

0.60–x = 0.60 이라 가정하고,

x를 근사적으로 계산하면,

x = ((1.8×10^(-5)) × (0.60))^(1/2)

= 0.0033 M = [OH^-]

NH3 용액 속 OH^-의 몰수를 계산하면,

(0.0033 mol/L) × 0.0020 L

= 6.6×10^(-6) mol OH^-

혼합 용액 속 OH^-의 몰농도를 계산하면,

[OH^-] = (6.6×10^(-6) mol) / 1.002 L

≒ 6.6×10^(-6) M

[3] Q와 Ksp 비교. 침전 생성 예측

> Zn(OH)2의 Ksp = 5.0×10^(-17)

Zn(OH)2(s) ⇌ Zn^2+(aq) + 2OH^-(aq)

Ksp = [Zn^2+] [OH^-]^2

Q = [Zn^2+] [OH^-]^2

= (1.0×10^(-3)) (6.6×10^(-6))^2

= 4.4×10^(-14)

Q > Ksp 이므로,

침전이 생성된다.

( precipitation should occur. )

( 참고: Q와 Ksp https://ywpop.tistory.com/4506 )

[참고] Zn(OH)2의 Ksp = 1.8×10^(-14)

이라고 주어진 경우에도,

Q > Ksp 이므로,

침전이 생성된다.

[키워드] Zn(OH)2의 Ksp 기준