[일반화학 실험]생활 속의 산,염기 분석

소개글

일반화학 실험 [생활 속의 산, 염기 분석] 예비,결과 레포트 입니다.

목차

예비
1. 목적
2. 원리
3. 실험방법
4. 기구 및 시약
5. 주의사항
결과
결과처리 및 분석, 토의 및 고찰

본문내용

1. 목적

산과 염기의 중화 반응을 이용해서 일상생활에서 사용되는 산의 농도를 알아낸다.

2. 원리

식초, 오렌지 쥬스 등은 일상생활에서 흔히 접하는 산성 수용액이며, 제산제, 베이킹 소다 등을 물에 용해시키면 염기성 용액을 얻는다. 이러한 산과 염기는 우리주변에서 매우 다양하게 존재하고 있으며, 산-염기 반응은 모든 화학의 중심이 될 뿐만 아니라 우리 몸속의 화학 변화에도 중요한 역할을 하고 있다.
산과 염기의 대표적인 정의를 간략히 소개하면
1) 브뢴스테드-로우리의 정의
산 : 수소 이온 주게
염기 : 수소 이온 받게
2) 루이스의 정의
산 : 고립 전자쌍 받게
염기 : 고립 전자쌍 주게
이와 같이, 산과 염기는 서로 대립적인 특징을 가지고 있고, 산과 염기를 혼합하면 물(H2O)과 염(salt)이 생성되는 중화반응이 일어난다. 부식성이 강한 수산화나트륨 수용액에 역시 부식성이 강한 염산을 적당히 넣어주면 염화나트륨(NaCl)이 만들어져 산과 염기의 부식성이 모두 없어져 버린 소금물이 되는 것이 바로 그런 중화 반응의 예이다.

HCl + NaOH → NaCl + H2O

산과 염기의 중화 반응은 매우 빠르고 화학량론적으로 일어나기 때문에 중화 반응을 이용해서 수용액 속에 녹아 있는 산이나 염기의 농도를 알아낼 수 있다. 이런 실험을 산-염기 적정(acid-base titration)이라고 부른다. 예를 들어 염산이 들어있는 수용액에 수산화나트륨 수용액을 조금씩 넣어주면 용액의 pH가 강한 산성에서 중성으로 변화하고, 수산화나트륨을 더 넣어주면 용액이 강한 염기성을 띠게 된다. 용액 속의 염산을 완전히 중화시킬 만큼의 수산화나트륨을 넣어준 상태를 “당량점”(equivalent point)이라고 하고, 이러한 당량점에서는 농도와 부피 사이에 다음과 같은 식이 존재한다.

nMV = n`M`V`, ∴ NV = N`V`

여기서 N와 N`은 각각 산과 염기의 노르말 농도이고 V와 V`은 산과 염기 용액의 부피이다. 당량점 부근에서는 용액의 pH가 급격히 변화하게 되고, 이런 특성을 이용하면 당량점을 실험적으로 쉽게 알아낼 수 있다. 또한, 적정을 이용해서 산이나 염기의 농도를 알아내기 위해서는 농도를 정확하게 알고 있는 염기나 산 용액이 필요하다. 정확한 농도를 미리 알고 있는 용액을 표준 용액(standard solution)이라고 한다.

참고 자료

현대 일반 화학 (Oxtoby)