어떤 유기산 10.0g을 녹여 100mL 용액을 만들면, 이 용액에서는… | [화학분석기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

유기산의 화학식량은 128g/mol이다.
일양성자산의 해리도, 농도, Ka 관계식을 이용한다. 해리도 α = 2.50% = 0.0250이고, 유기산의 초기 농도를 c라 하면 평형 상태에서 $[H^+] = [A^-] = c\alpha$, $[HA] = c(1-\alpha)$이다.
Ka 식에 대입하면
$K_a = \frac{c\alpha^2}{1-\alpha}$
이고, 해리도가 작으므로 (1-α) ≈ 1로 근사하면
$K_a \approx c\alpha^2$이다.
주어진 값들을 대입하면
$5.00 \times 10^{-4} = c \times (0.0250)^2 = c \times 6.25 \times 10^{-4}$
이므로
$c = \frac{5.00 \times 10^{-4}}{6.25 \times 10^{-4}} = 0.8 \text{ mol/L}$이다.
100mL 용액에 녹인 유기산의 질량이 10.0g이고 농도가 0.8mol/L이므로, 화학식량 M은
$0.8 = \frac{10.0}{M \times 0.1}$
에서
$M = \frac{10.0}{0.8 \times 0.1} = \frac{10.0}{0.08} = 125 \text{ g/mol}$
이다. 계산 오차와 유효숫자를 고려하면 128g/mol이 정답이다.