당량점 pH. 0.10 M Morphine 50.0 mL + 0.10 M HCl

당량점 pH. 0.10 M Morphine 50.0 mL + 0.10 M HCl

0.10 M C17H19O3N 50.0 mL + 0.10 M HCl

Morphine, C17H19O3N, is a weak base (Kb = 7.4×10^(-7)).

Consider its titration with hydrochloric acid.

In the titration, 50.0 mL of a 0.10 M solution of morphine

is titrated with 0.10 M HCl.

a) Write a balanced net ionic equation for the reaction

that takes place during titration.

b) What are the species present at the equivalence point?

c) What volume of hydrochloric acid is required

to reach the equivalence point?

d) What is the pH of the solution before any HCl is added?

e) What is the pH of the solution halfway to the equivalence point?

f) What is the pH of the solution at the equivalence point?

---------------------------------------------------

[참고] 약염기-강산 적정

[ https://ywpop.tistory.com/2742 ]

약염기인 NH3를 강산인 HCl로 적정할 때와

계산 방법은 100% 동일하다.

모르핀도 약염기이므로,

간단히, 모르핀 = B 라 두겠다.

[1] 당량점에서 HCl의 소비 mL 계산

M1V1 = M2V2

V2 = M1V1 / M2

= (0.10 M) (50.0 mL) / (0.10 M)

= 50.0 mL

---> 모르핀과 HCl의 농도가 같기 때문에,

당량점에서 HCl의 소비 mL = 모르핀의 부피

[2] 당량점에서 짝산의 몰농도 계산

B(aq) + H^+(aq) → BH^+(aq)

B : BH^+ = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

약염기의 몰수만큼 짝산이 생성된다.

(0.10 mol/L) (50.0/1000 L)

= 0.0050 mol B

= 0.0050 mol BH^+

당량점에서 전체 용액의 부피

= 50.0 mL + 50.0 mL

= 100 mL

당량점에서 짝산의 몰농도

= 0.0050 mol / (100/1000 L)

= 0.050 M BH^+

[3] 당량점에서 짝산의 가수분해로

생성되는 [H3O^+] 계산

BH^+(aq) + H2O(l) ⇌ B(aq) + H3O^+(aq)

Kh = Ka = Kw / Kb

= 10^(-14) / (7.4×10^(-7))

= 1.35×10^(-8)

Ka = (x) (x) / (C–x)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

Ka 값이 매우 작기 때문에,

C–x ≒ C 라 근사처리하면,

x = [Ka × C]^(1/2)

= [(1.35×10^(-8)) × 0.050]^(1/2)

= 2.6×10^(-5) M = [H3O^+]

[4] 당량점에서 용액의 pH 계산

pH = –log[H3O^+]

= –log(2.6×10^(-5))

= 4.59

답: pH = 4.6

[키워드] 모르핀 적정 기준, 약산-강염기 적정 기준