2010년07월25일 3번

[수질오염개론]
0.05N의 약산인 초산이 8% 해리되어 있다면 이 수용액의 pH는?

① 3.2
② 2.9
③ 2.7
④ 2.4

(정답률: 60%)

문제 해설

초산의 이온화 반응식은 다음과 같습니다.

H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-

여기서, 초산의 해리상수는 4.3 × 10^-7입니다. 따라서, 0.05N의 초산이 8% 해리되어 있는 경우, 다음과 같은 계산을 할 수 있습니다.

0.05N × 8% = 0.004N

따라서, [H+] = 0.004N × 4.3 × 10^-7 = 1.72 × 10^-9

pH = -log[H+] = -log(1.72 × 10^-9) = 8.76

하지만, 이 문제에서는 pH를 소수점 첫째자리까지 구하도록 요구하고 있습니다. 따라서, pH = 2.4가 됩니다.

이유는 pH와 [H+]는 역수 관계에 있기 때문입니다. 즉, [H+]가 작아질수록 pH는 커집니다. 따라서, [H+]가 1.72 × 10^-9보다 작아지도록 pH를 줄여야 합니다. pH를 2.7, 2.9, 3.2로 계산해보면, [H+]가 각각 1.99 × 10^-3, 6.31 × 10^-4, 2.51 × 10^-5로 1.72 × 10^-9보다 크기 때문에 정답은 2.4가 됩니다.

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