평형상수의 결정 실험 보고서

소개글

용액에서 일어나는 화학반응의 평형상수를 분광광도계 측정으로 결정한다. 이 실험에서 화학반응은 약산 물감지시약 메틸오렌지의 수용액에서의 해리반응이다.

목차

1.실험목적
2.이론
3.실험방법
4.결과
5.고찰
6.참고문헌

본문내용

1.실험목적
용액에서 일어나는 화학반응의 평형상수를 분광광도계 측정으로 결정한다. 이 실험에서 화학반응은 약산 물감지시약 메틸오렌지의 수용액에서의 해리반응이다.
2.이론
물질의 분광학적 연구가 여러 파장에서 흡수된 빛이나 투과된 빛의 측정과 합쳐지면 분광광학(spectrophotometry)이라고 한다. 흡수된 빛이나 투과된 빛의 측정은 독일 수학자 Johann Heinrich Lambert(1728-1777)와 독일 천문학자 Wilhelm Beer(1797-1850)가 연구한 법칙을 바탕으로 투과한 빛의 세기와 관련이 있는 법칙들이다.
Lambert 법칙(Lambert`s law)은 물질이 흡수한 빛의 비율은 들어간 빛의 세기와는 무관하다는 것이다. 두께 dx에 해당하는 물질이 쪼여준 빛의 세기 I 에서 -dI/I 의 비율로 일정하게 흡수한다는 것이다. 다시 말해서, 상대적인 세기의 감소는 두께(dx)에 정비례한다.
(1)
여기에서 b는 상수이다. 이 방정식을 적분하면(빛이 통과한 거리는 이다) 다음과 같이 변한다.
(2) (3)
여기에서 g는 적분상수이다. 적분상수는, 일 때, 경계 조건에서 계산한다. 는물질을 통과하기 전의 빛의 세기이다. 즉,
(4) (5) (6) (7)
상용로그 형태가 더 많이 사용되고 있다. 식 (6)대신에,
(8)
A를 흡광도(absorbance)라고 한다. 과거에는 흡광밀도(optical density)라고도 불렀지만, IUPAC에서 지금은 이 같은 용어의 사용을 권하지 않는다.[3]
Beer는 용액에서 물질의 농도가 흡광도에 미치는 영향을 연구하였다. Lambert가 발견한 흡광도와 두께의 관계(식 (8))가 선형이었던 것처럼, 흡광도와 농도의 관계도 선형으로 비례함을 발견하였다. 즉, 용액에서 농도를 c라고하면, Beer 법칙(Beer`s law)은 다음과 같다.
(9)

참고 자료

기기를 이용한 화학실험법/ Donald T. Sawyer 외 2명/ 역자: 박기채 외 3명/ 탐구당
물리화학/ Laidler Meiser/ 역자: 김진/ 자유아카데미
물리화학/ Tinoco,Jr. Sauer, Wang/ 자유아카데미/ 1996
물리화학/ Peter Atkins, Julio de Paula/ 교보문고 8th/ 2007