CaSO4 침전. 0.01 M CaCl2 200 mL + 0.01 M MgSO4 800 mL

CaSO4 침전. 0.01 M CaCl2 200 mL + 0.01 M MgSO4 800 mL

25℃에서 CaSO4의 Ksp = 6.0×10^(-5) 일 때,

아래 문제에 답하여라.

(원자량: Ca = 40, S = 32, O = 16)

(1) 1 L의 물에 CaSO4는 몇 g이 녹는가?

(2) 0.01 mol/L의 CaCl2 용액 200 mL와

0.01 mol/L의 MgSO4 용액 800 mL를 혼합하면,

침전이 발생하는가?

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(1) 1 L의 물에 CaSO4는 몇 g이 녹는가?

CaSO4(s) ⇌ Ca^2+(aq) + SO4^2-(aq)

Ksp = [Ca^2+] [SO4^2-] = (s) (s) = s^2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8434 )

s = Ksp^(1/2)

= (6.0×10^(-5))^(1/2)

= 0.007746 M

---> CaSO4의 몰용해도

CaSO4의 몰질량

= (40) + (32) + 4(16) = 136 g/mol

몰용해도를 g/L 단위 용해도로 환산하면,

(0.007746 mol/L) (136 g/mol)

= 1.053456 g/L

---> 용액 1 L당 CaSO4 1.053456 g 용해

---> 답: 약 1.05 g

(2) 0.01 mol/L의 CaCl2 용액 200 mL와

0.01 mol/L의 MgSO4 용액 800 mL를 혼합하면,

침전이 발생하는가?

0.01 mol/L의 CaCl2 용액 200 mL

---> Ca^2+의 몰수

= (0.01 mol/L) (0.200 L) = 0.002 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

0.01 mol/L의 MgSO4 용액 800 mL

---> SO4^2-의 몰수

= (0.01 mol/L) (0.800 L) = 0.008 mol

혼합 용액의 부피

= 200 + 800 = 1000 mL = 1 L

혼합 용액 속 각 이온의 몰농도를 계산하면,

[Ca^2+] = 0.002 mol / 1 L = 0.002 M

[SO4^2-] = 0.008 mol / 1 L = 0.008 M

이온곱, Q = [Ca^2+] [SO4^2-]

= (0.002) (0.008)

= 1.6×10^(-5)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4506 )

Q < Ksp 이므로,

답: 침전이 발생하지 않는다.

[키워드] CaSO4의 Ksp 기준, CaSO4의 몰용해도 기준