완충용액의 효과와 완충용량 확인 건국대학교 화학 및 실험2

소개글

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목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 방법

4. 실험 기구 및 시약

5. 참고문헌

6. 실험 결과

7. 관찰 및 결과분석
(1) 0.1 mol의 CH3COOH와 0.1 mol의 CH3COONa를 섞어 1.00L로 만든 완충용액의 pH가 1만큼 적어지려면 몇 mol의 산을 가해 주어야 하는가?
(2) pH 6인 완충용액을 100ml 만들 때, 0.1M CH3COOH 용액과 0.1M CH3COONa 용액을 각각 몇 ml씩 넣어야 하는가? (초산의 pKa = 4.76)
(3) 일반적인 약산 HA에 대하여 Henderson-Hasselbalch 식을 유도하여라.

본문내용

1. 실험 목적
완충 용액의 pH 변화를 통해 완충작용과 완충용량에 대해서 알아본다.

2. 실험 이론

완충용액은 약한 산과 그 짝염기로 구성되어 있으며 pH가 거의 변하지 않는 용액을 말한다. 약산과 그 염의 혼합용액 또는 약염기와 그 염의 혼합 용액은 약산과 약염기의 해리특성에 의하여 그 pH가 변화하지 않는다. 적당한 산이나 염기를 그들의 염과 반응하면 적당한 pH를 나타내는 완충용액을 조제할 수 있는데 이는 생물완충 등 다양한 방면에서 매우 중요하다. 예를 들면, 혈장은 pH의 변화가 0.2 이내로 유지하는 거의 완벽하고 이상적인 완충용액이다. 즉 혈장의 pH는 7.2~7.3으로 유지되고 있는데 이 pH에서 멀어지면 생명이 유지되지 못한다. 또한 일정한 pH에서 생체 촉매인 효소의 촉매작용도 최대가 된다.
일반적으로 완충용액은 약산과 그의 염 또는 약염기와 그의 염을 혼합해서 만든다. 완충용액에는 해리하지 않은 약산(또는 약염기)과 염의 해리해서 생기는 짝염기(또는 짝산)가 혼합되어 있다. 약산과 짝염기로 만들어진 완충용액에 다른 산이나 염기를 넣어주면, 넣어준 산이 해리해서 생긴 수소 이온은 짝염기와 결합하여 약산이 되고, 넣어준 염기는 해리하지 않은 상태의 약산을 해리시켜 수소 이온을 보충하기 때문에 용액의 수소 이온의 농도는 크게 변하지 않는다. 아세트산과 아세트산나트륨을 섞어서 만든 HAc-Ac- 완충용액을 예로 완충 작용에 대해 좀더 생각해보자. 물 속에서 아세트산은 아세트산 이온과 다음과 같은 평형을 이루게 된다.

<반응식>
① 완충용액에서는 아세트산과 그 짝염기인 아세트산 이온이 평형을 이루고 있다.
CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇄ CH3COO- (aq) + H3O+ (aq)
② 완충용액에 강산을 가해도, 아세트산 이온이 수소 이온과 반응해서 아세트산을 생성하면서 수소 이온의 농도가 별로 증가하지 않는다.

참고 자료

없음