목차
10-1. 이양성자성 산과 염기
10-2. 이양성자성 산의 완충 용액
10-3. 다양성자성 산과 염기
10-4. 어느 것이 주 화학종인가?
10-5. 분율 조성식
10-6. 등전 pH와 등이온 pH
10-2. 이양성자성 산의 완충 용액
- 이양성자성(또는 다양성자성) 산으로 만든 완충 용액은 일양성자성 산으로 만든 완충 용액과 똑같이 취급
- H2A에 대해 두 개의 Henderson-Hasselbalch 식을 사용
p.247 예제 <이양성자성 완충 용액 계>
Q. 프탈산 수소 포타슘 1.00 g과 프탈산 이소듐 1.20 g을 물 50.0 mL에 녹여 만든 용액의 pH를 구하시오.
- KHP = C8H5O4K (MW: 204.22)
- NA2P = C8H4O4NA2 (MW: 210.10)
- 이때, [HP-]와 [P2-]를 알고 있으므로, pK2 Henderson-Hasselbalch 식을 사용하여 pH를 구함
- K2는 로그 항의 분모에 있는 HP-의 산 해리 상수
- 답을 구하는데 용액의 부피는 사용하지 않음
p. 247 자습 <이양성자성 산의 완충 용액>
Q. Na2P 1.20 g 대신 1.50 g을 사용하엿을 때의 pH를 구하시오.
p. 247 예제 <이양성자성 계의 완충 용액 제조>
Q. 옥살산 3.38 g에 0.800 M KOH 용액 몇 mL를 가하면, 최종 부피를 500 mL로 했을 때 pH가 4.40이 되겠는가?
- 원하는 pH는 pK2보다 큼
- HOx- : Ox-의 몰비가 1:1이면, pH=pK2=4.266임
- 만일 pH가 4.40이 되려면, HOx-보다 OX2-의 양이 많아야 함
- 따라서, 충분한 양의 염기를 가하여 H2Ox를 모두 HOx-로 바꾸고, 여분의 염기를 더 첨가하여 적당한 양의 HOx-를 Ox2-로 바꾸어야 함
- H2Ox 3.38 g은 0.037 54 mol임
- 이만큼의 H2Ox를 HOx-로 바꾸는 데 필요한 0.800 M KOH 용액의 부피는 (0.037 54 mol)/(0.800 M) = 46.93 mL임
- pH = 4.40을 얻기 위해 필요한 OH-는
- 0.021 66 mol을 얻기 위한 KOH 용액의 부피는 (0.021 66mol)/(0.800 M) = 27.05 mL임
- pH를 4.40으로 만드는 데 필요한 KOH 용액 전체 부피는 46.93 + 27.05 = 73.98 mL
p.248 자습 < 이양성자성 계의 완충 용액 제조>
Q. pH를 4.50으로 만들기 위해 필요한 KOH의 부피는 얼마이겠는가?
Keyword: Henderson-Hasselbalch 식
- 모든 Henderson-Hasselbalch 식(활동도 계수를 포함한)은 평형 상태에 있는 용액에 대하여 언제나 옳음
