pH=10.0인 용액을 만들기 위하여 0.5M HCl용액 100mL에 … | [화학분석기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

목표 pH 10.0은 H2CO3의 2차 해리상수(Ka2=4.69×10-11, pKa2≈10.33)에 가까운 값이므로, HCO3-/CO32- 완충계를 이용해 pH를 맞추는 문제다. Henderson-Hasselbalch식 $\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_{a2} + \log\dfrac{[\mathrm{CO_3^{2-}}]}{[\mathrm{HCO_3^-}]}$에 pH=10.0을 대입하면 $\dfrac{[\mathrm{CO_3^{2-}}]}{[\mathrm{HCO_3^-}]} \approx 0.47$이 된다.
0.5M HCl 100mL(=0.05mol의 H+)는 첨가한 Na2CO3(n mol) 중 일부를 CO32-→HCO3-로 전환시킨다. HCO3- 생성량은 0.05mol, 남은 CO32-는 (n-0.05)mol이 되므로 비율식을 풀면 n≈0.073mol이고, 여기에 몰질량 106.0 g/mol을 곱하면 약 7.8 g이 필요하다.