0.100 M HCl로 0.100 M 이양성자성 염기 B 10.0 mL 적정 제2당량점 pH

0.100 M HCl로 0.100 M 이양성자성 염기 B 10.0 mL 적정 제2당량점 pH

0.100 M HCl로

0.100 M 이양성자성 염기 B 10.0 mL를 적정했을 때,

제2당량점에서의 pH는?

(단, 이양성자성 염기의 pKb1 = 4.00, pKb2 = 9.00이다.)

aM1V1 = bM2V2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4689 )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/17944 )

제2당량점에서,

0.100 M HCl의 소비 mL를 계산하면,

V1 = bM2V2 / aM1

= (2 × 0.100 × 10.0) / (1 × 0.100)

= 20.0 mL

제2당량점에서,

전체 용액의 부피

= 10.0 + 20.0

= 30.0 mL

pKb2 = –logKb2 = 9.00 이므로,

Kb2 = 10^(-9.00)

제1당량점에서,

산-염기 반응식

H^+ + B → BH^+

제2당량점에서,

산-염기 반응식

H^+ + BH^+ → BH2^2+

제2당량점에서,

가수분해 반응식

BH2^2+ + H2O ⇌ H3O^+ + BH^+

이때,

Kh = Ka = Kw / Kb

= (10^(-14)) / (10^(-9.00))

= 10^(-5)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5502 )

B : BH^+ : BH2^2+ = 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

B의 몰수 = BH2^2+의 몰수

제2당량점에서,

[BH2^2+]를 계산하면,

[BH2^2+] = (0.100 M) (10.0 mL) / (30.0 mL)

= 0.0333 M

또는

적정 전 염기(B)의 몰수

= 제2당량점에서 BH2^2+의 몰수

= (0.100 mol/L) × (10.0/1000 L)

= 0.00100 mol

제2당량점에서 BH2^2+의 몰농도

= 0.00100 mol / (30.0/1000 L)

= 0.0333 M

Ka = x^2 / C

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

x = (Ka × C)^(1/2)

= (10^(-5) × 0.0333)^(1/2)

= 0.000577 M = [H3O^+]

pH = –log[H3O^+]

= –log(0.000577)

= 3.24

답: pH = 3.24

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7794 ]

약염기-강산 적정. NH3 + HCl. 당량점 pH

[키워드] 제2당량점 pH 기준