HCL에 의한 Pyridine의 적정

문제 (출처 : Daniel C. Harris 분석화학)

0.083 64M 피리딘 25.00mL를 0.106 7M HCl 4.63mL로 적정하였을 때의 pH 값을 계산하시오.

여기서 피리딘의 Kb=1.59 X 10^-9 이다.

 

해설

피리딘은 다음과 같다.

이것을 HCl로 적정해주면 N 자리에 H가 하나 붙어서 + 전하를 띄게 된다.

 

피리딘의 Kb가 주어졌으니 Kw의 값을 이용하여 Ka를 구한다.

Ka=Kw/Kb = (1.0 X 10^-14)/(1.59 X 10^-9) = 6.29 X 10^-6

Ka값을 이용해 pKa값을 구한다.

pKa = -log(6.29X10^-6) = 5.20

 

적정반응에 대한 당량점을 구해보도록 하자.

당량점은 피리딘의 몰수와 넣어주는 HCl의 몰수가 같을 때의 부피를 의미한다.

ⓐ HCl의 몰수 : Ve X 0.106 7M

ⓑ 피리딘의 몰수 : 25.0mL X 0.083 64M

ⓐ=ⓑ 를 통해서 Ve = 19.6mL 라는 것을 알 수 있다.

이는 HCl 19.6mL를 넣었을 때 피리딘이 모두 적정된다는 의미이다.

 

문제에서는 HCl을 V = 4.63mL 넣어줬다고 했다.

그러므로 피리딘이 적정된 분율은 V/Ve = 4.63mL/19.6mL = 0.236 이고, → [BH+]

적정 후에 남아있는 피리딘의 분율은 1-0.236 = 0.764 이다. → [B]

 

결론적으로 pH = pKa + log([B]/[BH+]) 이므로

pH = 5.20 + log(0.764/0.236) = 5.71 이다.

∴ pH = 5.71

 

* 추가로 이를 통해 알 수 있는 것은 완충용액이 잘 작동하고 있다는 것이다.

강산인 HCl을 4.63mL나 넣어줬음에도 pH 변화는 0.51 밖에 변화하지 않았기 때문이다.