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1[화학분석기사 필기] 17년 1회차
다음 각각의 용액에 1M의 HCl을 2mL씩 첨가하였다. 어떤 용액이 가장 작은 pH 변화를 보이겠는가?
1
0.1M NaOH 15mL
2
0.1M CH3COOH 15mL
3
0.1M NaOH 30mL와 0.1M CH3COOH 30mL 의 혼합용액
4
0.1M NaOH 30mL와 0.1M CH3COOH 60mL의 혼합용액
해설
완충 용량은 약산과 그 짝염기가 비슷한 몰수로 함께 존재할 때 가장 커지며, 이 경우 강산을 소량 첨가해도 pH 변화가 가장 작다.
0.1M NaOH 30mL(3mmol)와 0.1M CH3COOH 60mL(6mmol)를 섞으면 NaOH가 절반의 아세트산과 반응하여 아세트산나트륨 3mmol과 미반응 아세트산 3mmol이 남으므로, 아세트산과 아세트산이온이 1:1로 존재하는 전형적인 완충용액이 만들어진다.
이 조성은 pH가 아세트산의 pKa와 같아 완충 용량이 최대가 되는 지점이므로, HCl 2mL를 넣어도 pH 변화가 가장 작다.
반면 NaOH와 아세트산을 같은 몰수로 섞은 용액은 중화가 완결되어 아세트산나트륨만 남으므로 짝산-짝염기 쌍을 이루지 못해 완충 효과가 상대적으로 떨어진다.
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