H2C2O4, HC2O4^-, C2O4^2-, H^+ in 0.20 M oxalic acid

H2C2O4, HC2O4^-, C2O4^2-, H^+ in 0.20 M oxalic acid

Calculate the concentrations of

H2C2O4, HC2O4^-, C2O4^2-, and H^+ ions

in a 0.20 M oxalic acid solution.

0.20 M 옥살산 용액에서

H2C2O4, HC2O4^-, C2O4^2-, H^+ 이온의 농도를 계산하라.

[참고] 0.16 M H2CO3 용액 속 모든 화학종의 농도와 pH

[ https://ywpop.tistory.com/19668 ]

---> 탄산, 옥살산, 둘 다 2가 약산이므로,

계산 방법은 100% 동일하다.

※ ionization constants of oxalic acid at 25℃

> Ka1 = 6.5×10^(-2)

> Ka2 = 6.1×10^(-5)

단, 옥살산의 Ka1 값이 상당히 크기 때문에,

Ka1 값을 사용한 계산에서는

근사처리를 할 수 없다.

---> 근의 공식 사용

[예제] 0.20 M H2C2O4 용액의 pH와 [C2O4^2-]

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8265 )

H2C2O4의 1단계 이온화 반응식

H2C2O4(aq) + H2O(l) ⇌ H3O^+(aq) + HC2O4^-(aq)

Ka1 = (x) (x) / (0.20–x) = 6.5×10^(-2)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

Ka1 값이 크기 때문에,

0.20–x ≒ 0.20 과 같이 근사처리할 수 없다.

(x) (x) / (0.20–x) = 6.5×10^(-2)

---> 2차 방정식으로 정리하여 근의 공식으로 x를 계산한다.

x^2 = (6.5×10^(-2))(0.20) – (6.5×10^(-2))x

x^2 + (6.5×10^(-2))x – 0.013 = 0

근의 공식으로 x를 계산하면,

( 참고: 근의 공식 https://ywpop.tistory.com/3302 )

x = 0.086059

≒ 0.086 M = [H3O^+]

[H2C2O4] = 0.20–x

= 0.20 – 0.086 = 0.114

≒ 0.11 M

---> 평형에서 C = C_eq

[HC2O4^-] = [Ka1 × C_eq]^(1/2)

= [6.5×10^(-2) × 0.114]^(1/2)

= 0.08608

≒ 0.086 M

[C2O4^2-] = Ka2

= 6.1×10^(-5)

[H3O^+] = [H^+]

= 0.086 M

[키워드] 0.20 M 옥살산 용액에 존재하는 모든 화학종의 농도 기준, 0.20 M 옥살산 용액 기준