약염기 염의 가수분해를 이용한 pH 계산

문제

0.1 M NH₄Cl 용액의 pH를 계산하라.

주어진 값

NH₄⁺ ⇌ NH₃ + H⁺

Kₐ = 5.6 × 10⁻¹⁰

---

풀이

NH₄Cl은 강산(HCl)과 약염기(NH₃)가 반응하여 생성된 염이다. 따라서 NH₄⁺는 물속에서 가수분해되어 H⁺를 생성하므로 용액은 산성을 나타낸다.

가수분해 반응은 다음과 같다.

NH₄⁺ ⇌ NH₃ + H⁺

초기 NH₄⁺의 농도는 0.1 M이고 생성되는 H⁺의 농도를 x라고 하면,

Kₐ = [NH₃][H⁺] / [NH₄⁺]

≈ x² / 0.1

주어진 값을 대입하면,

5.6 × 10⁻¹⁰ = x² / 0.1

x² = 5.6 × 10⁻¹¹

x = √(5.6 × 10⁻¹¹)

= 7.48 × 10⁻⁶ M

생성된 H⁺의 농도가 수소이온 농도이므로,

pH = −log(7.48 × 10⁻⁶)

= 5.13

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정답

0.1 M NH₄Cl의 pH는 5.13이다.

 

 

 

 

 

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