0.250 M BaBr2 0.150 L 0.200 M K2C2O4 0.100 L

0.250 M BaBr2 0.150 L 0.200 M K2C2O4 0.100 L

Calculate the final concentrations of K^+(aq), C2O4^2-(aq), Ba^2+(aq), and Br^-(aq) in a solution prepared by adding 0.100 L of 0.200 M K2C2O4 to 0.150 L of 0.250 M BaBr2. (For BaC2O4, Ksp = 2.3×10^(-8))

[참고] (침전 반응의) 분자 반응식

K2C2O4(aq) + BaBr2(aq) → BaC2O4(s) + 2KBr(aq)

반응 전, 각 이온의 몰수를 계산하면,

(0.200 mol/L) (0.100 L) = 0.0200 mol K2C2O4

---> 0.0400 mol K^+

---> 0.0200 mol C2O4^2-

(0.250) (0.150) = 0.0375 mol BaBr2

---> 0.0375 mol Ba^+

---> 0.0750 mol Br^-

(침전 반응의) 알짜 이온 반응식

Ba^2+(aq) + C2O4^2-(aq) → BaC2O4(s)

몰수가 작은 C2O4^2- 이온이 한계 반응물이므로,

0.0375 – 0.0200 = 0.0175 mol Ba^+

---> 침전 반응 후, 남아있는 Ba^+(aq)의 몰수

침전 반응 후, 남아있는 C2O4^2-(aq)의 몰수 = 0 mol

전체 용액의 부피

= 0.100 + 0.150 = 0.250 L

침전 반응 후, 각 이온의 몰농도를 계산하면,

[K^+] = 0.0400 mol / 0.250 L = 0.160 M

[Ba^+] = 0.0175 mol / 0.250 L = 0.0700 M

[Br^-] = 0.0750 mol / 0.250 L = 0.300 M

그러나

난용성염도 극히 일부가 용해되므로,

BaC2O4(s) ⇌ Ba^2+(aq) + C2O4^2-(aq)

Ksp = [Ba^2+] [C2O4^2-]

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2966 )

2.3×10^(-8) = [0.0700] [C2O4^2-]

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3141 )

[C2O4^2-] = (2.3×10^(-8)) / [0.0700]

= 3.27×10^(-7) M

---> 다른 이온에 비하면 무시할 수 있을 정도로 작은 값

답: [K^+] = 0.160 M, [C2O4^2-] = 3.27×10^(-7) M

[Ba^+] = 0.0700 M, [Br^-] = 0.300 M

[키워드] BaC2O4의 Ksp 기준, BaC2O4의 몰용해도 기준