문제 #26974

Question

4L의 물은 0.3atm의 분압에서 CO _2 를 포함하는 가스혼합물과 평형상태에 있다. H _2 CO _3 의 용해도에 대한 Henry 상수는 2.0g/L·atm이다. 물에서 용존된 CO _2 는 몇 g이며 물의 pH는? (단, H _2 CO _3 의 일차 용해도적 K1 = 4.3×10 ^{-7} , 이차해리는 무시)

Accepted Answer

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 Henry의 법칙과 약산의 해리 평형을 이용하여 물에 용해된 CO2의 양과 pH를 계산하는 문제입니다. 1. **Henry의 법칙:** 가스 상태의 CO2가 물에 용해되는 양은 해당 CO2의 분압에 비례합니다. Henry 상수(2.0 g/L·atm)를 이용하여 4L의 물에 용해되는 CO2의 질량(g)을 계산합니다. 2. **약산의 해리 평형:** 물에 용해된 CO2는 탄산(H2CO3)을 형성하고, 이는 약산으로 작용하여 해리됩니다. 일차 용해도적(K1 = 4.3×10⁻⁷)을 이용하여 생성되는 H+ 이온의 농도를 계산하고, 이를 통해 물의 pH를 구합니다. 이 두 가지 개념을 순서대로 적용하면 CO2의 용해량과 pH를 계산할 수 있으며, 이는 보기 4번과 일치합니다.

문제 1