40.00mL의 0.1000M l-를 0.2000M Pb2+로 적절하고… | [화학분석기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[화학분석기사 필기] 18년 2회차
40.00mL의 0.1000M l-를 0.2000M Pb2+로 적절하고자 한다. Pb2+를 10.00mL 첨가하였을 때, 이 용액 속에서 l-의 농도(M)는 약 얼마인가? (단, Pbl2(s)⇄Pb2+(aq)+2l-(aq), Ksp=7.9×10-9이다.)
1
0.000013M
2
0.0013M
3
0.1000M
4
0.2000M
해설
이 문항은 실제 시험에서 전항정답으로 처리된 문항입니다. 출제 오류로 판단되어 어느 선택지를 골라도 정답으로 인정되었습니다. 여기서는 채점을 위해 한 선택지만 정답으로 두었으니, 다른 것을 고르셨더라도 틀린 판단이 아닙니다.
Pb²⁺ 10.00 mL 첨가 후 혼합액에서 I⁻의 농도를 구하는 문제다. 먼저 반응 전 I⁻과 Pb²⁺의 몰수를 계산하면, I⁻: 40.00 × 0.1000 = 4.00 mmol, Pb²⁺: 10.00 × 0.2000 = 2.00 mmol이다.
PbI₂ 침전 반응에서 I⁻은 2몰당 Pb²⁺ 1몰과 반응하므로, 2.00 mmol의 Pb²⁺는 4.00 mmol의 I⁻을 소비하고, I⁻이 완전히 소모되며 Pb²⁺는 남지 않는다. 따라서 침전 후 용액에는 Pb²⁺와 I⁻이 거의 없는 상태가 된다.
PbI₂ 고체와 포화 용액 사이의 평형에서 Ksp = [Pb²⁺][I⁻]² = 7.9 × 10⁻⁹이다. 침전이 생기면서 극소량의 PbI₂가 용해되어 [Pb²⁺] = x, [I⁻] = 2x로 놓으면, x(2x)² = 7.9 × 10⁻⁹, 즉 4x³ = 7.9 × 10⁻⁹이므로 x³ = 1.975 × 10⁻⁹, x ≈ 1.26 × 10⁻³ M이다. 따라서 [I⁻] = 2x ≈ 0.0013 M이다.
내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.