13.58g의 tris(hydroxymethyl) aminomethan… | [화학분석기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화학분석기사 필기] 19년 1회차

13.58g의 tris(hydroxymethyl) aminomethane(분자량=121.14)와 5.03g의 tris hydrochloride(분자량=157.60)를 혼합한 수용액 1.00L에 1.00M염산 10.0mL을 첨사하였을 때의 pH는 약 얼마인가? (단, tris 짝산의 pK_a = 8.072이다.)

7.43

7.85

8.46

9.27

해설

완충용액의 pH는 8.46이다.
이 문제는 약염기와 그 켤레산으로 이루어진 완충용액의 pH를 Henderson-Hasselbalch 식으로 구하는 문항이다. 먼저 각 성분의 몰수를 계산하면 tris(base)는 13.58g ÷ 121.14 = 0.112 mol, tris·HCl(conjugate acid)은 5.03g ÷ 157.60 = 0.0319 mol이다.
염산 10.0mL(1.00M)을 첨가하면 0.010 mol의 H⁺가 더해져 base를 산으로 전환시키므로, 최종적으로 base = 0.112 − 0.010 = 0.102 mol, acid = 0.0319 + 0.010 = 0.0419 mol이 된다.
주어진 pK_a = 8.072를 사용하여 Henderson-Hasselbalch 식을 적용하면
 $\text{pH} = \text{pK}_a + \log\frac{[\text{base}]}{[\text{acid}]} = 8.072 + \log\frac{0.102}{0.0419} = 8.072 + \log(2.434) = 8.072 + 0.386 = 8.46$

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