개미산의 산성도 계산

[비봉]

개미산의 이온화평형: HCOOH ↔ H⁺ + HCOO^-

동일 물질의 이온화평형상수 Ka는 온도에 따라 변하지만 농도에 따라서는 변하지 않음.

개미산의 Ka = 수소이온몰농도*개미산이온몰농도 / 개미산몰농도 이고,

pKa는 Ka의 역수의 상용로그 값.

개미산의 pKa가 3.745이므로 Ka는 10^-3.745 = 0.00018

개미산의 분자량은 46g/mol

이러할 때, 20%짜리 개미산수용액의 밀도가 1.0488이라면 이 개미산수용액의 산성도인 pH를 구하는 공식은?

참고로, 몰농도는 용액 1리터에 포함된 특정 용질의 몰수이고, pH는 수소이온 몰농도의 역수의 상용로그 값임.

어렵지 않습니다.

양봉인이라면 누구나 계산식을 세울 수 있는 산술에 불과합니다.

[꿀벌아저씨]

저는 머리가 나쁜가봐요!
용어 자체가 생소해서 뭔 말인지 도통 이해가 안됩니다~^^

[비봉]

개미산이 수용액 중에서 100% 이온화되는 것이 아닙니다.
따라서, 개미산몰농도와 개미산이온몰농도는 같지 않습니다.
수용액에 사용한 물은 중성이라고 봐야 하고 이 물의 수소이온몰농도가 10의 마이너스 7승으로 작은 값이여서
이 계산에서는 0으로 보아도 되므로 개미산수용액 중의 개미산이온의 몰농도와 수소이온의 몰농도는 같습니다.
이러한 것들을 감안하여 산성도 계산식을 세워 무게로 20% 농도인 개미산수용액의 pH를 계산해보면 약 1.54입니다.

[비봉]

개미산의 몰농도 계산을 잘못하셨습니다.
몰농도는 용액 1리터에 녹아 있는 용질의 몰수인데
용액 100그램에 녹아 있는 몰수를 구하셨습니다.

[비봉]

20%짜리 개미산수용액인데 개미산이 20g이라면 용액을 100g으로 계산했다는 것이고 이는 몰농도가 아니라는 것입니다.
몰농도이니 용액 1리터 중에 포함된 개미산의 몰수를 구해야지요.
본문에서 20%짜리 개미산수용액의 밀도를 1.0488g/cc라고 했으니 1리터면 1048.8g이며
여기에 포함된 개미산의 몰수를 구하면 20%*1048.8g / (46g/mol) = 4.56M입니다.
따라서, 개미산이온의 농도 = 수소이온의 농도 = sqrt(0.00018*4.56) = 0.02865
따라서, 이 용액의 산성도 pH = -LOG10(0.02865) = 1.54

[비봉]

20%짜리 개미산수용액 1리터 중 개미산은 200g이 아닙니다.
0.2*1048.8g = 209.76g입니다.

[비봉]

제가 틀리지 않았는데 틀렸다고 하시니까 드리는 말씀입니다.
애초에 제가 맞고 님이 틀렸으면서도
제가 잘못 알고 있는 냥 말씀하셨는데
정작 님이 틀렸다는 게 들어났어도
잘못을 인정하지 않으시는군요.

[비봉]

제가 댓글을 단 님의 댓글을 수정하셨군요.
그러시면 안 됩니다.
님이 단 댓글을 읽고 제가 댓글을 달았는데
십 여 분 후에 님이 그 댓글을 수정하시면
제가 쓴 댓글이 뜬금 없는 내용이 됩니다.
참고로, 댓글 달릴 때마다 캡쳐해두었습니다.