다음은 25℃에서 옥살산 칼슘(CaC2O4)의 용해 평형과 관련된 반응… | [변리사 1차] 11년 1회차 기출문제 상세 페이지

다음은 25℃에서 옥살산 칼슘(CaC2O4)의 용해 평형과 관련된 반응식과 평형 상수이다. 과량의 고체 옥살산 칼슘으로 포화된 수용액에서 옥살산 칼슘의 용해도에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은? (단, 용해도의 단위는 mol/L이다.)
$\mathrm{CaC_2O_4(s) \rightleftharpoons Ca^{2+}(aq) + C_2O_4^{2-}(aq)} \quad K_{sp}=1.3\times10^{-8}$
$\mathrm{H_2C_2O_4(aq) \rightleftharpoons H^{+}(aq) + HC_2O_4^{-}(aq)} \quad K_{a1}=5.4\times10^{-2}$
$\mathrm{HC_2O_4^{-}(aq) \rightleftharpoons H^{+}(aq) + C_2O_4^{2-}(aq)} \quad K_{a2}=5.4\times10^{-5}$
ㄱ. 물을 첨가하면 용해도가 증가한다.
ㄴ. Na2C2O4를 첨가하면 용해도가 증가한다.
ㄷ. 묽은 질산을 첨가하면 용해도가 증가한다.

ㄱ

ㄷ

ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄷ

ㄴ, ㄷ

산을 넣어 옥살산 이온을 붙잡을 때만 용해도가 커지므로 묽은 질산을 첨가하는 경우만 옳다.
과량의 고체가 남아 있는 포화 용액에 물을 더 넣으면 녹는 총량은 늘지만 곧 다시 포화되어 $K_{sp} = [\mathrm{Ca^{2+}}][\mathrm{C_2O_4^{2-}}] = 1.3\times10^{-8}$ 이 그대로 유지된다. 즉 mol/L로 정의된 용해도는 변하지 않는다.
Na2C2O4를 넣으면 C2O42− 농도가 커져 공통 이온 효과로 평형이 침전 쪽으로 이동하므로 용해도는 오히려 감소한다.
반면 질산이 내놓는 H+는 $K_{a2}=5.4\times10^{-5}$ 인 반응의 역방향으로 C2O42−와 결합해 HC2O4−를 만든다. C2O42−가 소모되니 용해 평형이 오른쪽으로 밀려 용해도가 증가한다.