수질환경기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2013년03월01일 13번

[수질오염개론]
식초산(CH3COOH) 1500mg/L 용액의 pH가 3.4 이라면 이 용액의 전리상수는?

  • ① 5.14×10-6
  • ② 6.34×10-6
  • ③ 7.74×10-6
  • ④ 8.54×10-6
(정답률: 58%)

문제 해설

식초산은 약산이므로, pH가 낮을수록 높은 농도의 수소 이온(H+)을 가지고 있습니다. 따라서, 이 용액의 [H+] 농도는 pH를 이용하여 계산할 수 있습니다.

pH = -log[H+]

3.4 = -log[H+]

[H+] = 10^-3.4 = 4.0×10^-4 M

전리상수는 이 [H+] 농도를 이용하여 계산할 수 있습니다.

전리상수(Ka) = ([H+][CH3COO-])/[CH3COOH]

여기서, [CH3COO-]는 식초산의 이온화에 의해 생성된 아세트산 이온의 농도입니다. 이는 [H+]와 [CH3COOH] 농도에 따라 결정됩니다.

식초산의 이온화 반응은 다음과 같습니다.

CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-

따라서, [CH3COO-] = [H+] = 4.0×10^-4 M 입니다.

[Ka] = ([H+][CH3COO-])/[CH3COOH]

= (4.0×10^-4)^2 / 0.0015

= 1.07×10^-7

따라서, 전리상수(Ka)는 1.07×10^-7 입니다.

전리상수와 산의 강도는 반비례 관계에 있으므로, 전리상수가 작을수록 산의 강도가 높습니다. 따라서, 보기에서 전리상수가 가장 작은 "6.34×10^-6"이 정답입니다.

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