소개글
"약산 해리상수 결정 물리화학 실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
2. 실험 이론
2.1. Henderson-Hasselbalch Equation
2.2. Tymol blue의 산 해리상수
2.3. 빛의 흡광도와 Beer-Lambert 법칙
3. 실험기구 및 시약
3.1. 실험장치 및 기구
3.2. 시약 및 시료
3.3. 실험방법
4. 실험 결과
5. 고찰 및 결론
6. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
지시약으로 쓰이는 티몰블루(thymol blue)는 수용액에서 약산으로 작용하여 부분적으로 해리한다. 이때 이온화된 성분과 이온화되지 않은 성분은 가시광선 영역의 서로 다른 파장에서 최대 흡광도를 나타낸다. 이 지시약의 평형점을 나타내는 Ka나 pKa 값은 가시광선 영역에서 분광기를 이용하여 측정할 수 있다. 즉, 파장 400nm~700nm 사이에서 온도를 일정하게 하고 묽은 HCl, 묽은 NaOH, pH가 고정된 완충 용액에 일정 농도의 티몰블루를 용해시키고 흡광도를 측정하면 이 결과로부터 지시약의 해리상수 Ka를 계산할 수 있다.
2. 실험 이론
2.1. Henderson-Hasselbalch Equation
Henderson-Hasselbalch 방정식은 약산-염기 평형 상태에서 pH와 농도비의 관계를 나타내는 식이다. 이 식은 약산이 수용액 상에서 부분적으로 해리되는 과정을 수학적으로 표현한 것이다.""
약산 HA가 수용액에서 해리되는 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
HA ⇌ H+ + A- (1)
이때 해리 평형 상수 Ka는 다음과 같이 정의된다.
Ka = [H+][A-] / [HA] (2)
여기서 a는 각 이온의 활동도를 나타내며, 용액이 매우 묽을 경우 활동도는 이온의 농도와 거의 같다고 볼 수 있다.
식 (2)를 로그 형태로 변형하면 다음과 같은 Henderson-Hasselbalch 방정식을 얻을 수 있다.
pH = pKa + log([A-]/[HA]) (3)
이 식은 주어진 약산의 pKa값과 용액의 pH, 그리고 해리된 짝염기(A-)와 해리되지 않은 약산(HA)의 농도비 사이의 관계를 나타낸다.
즉, Henderson-Hasselbalch 방정식을 통해 특정 pH에서 약산과 그 짝염기의 상대적인 농도를 계산할 수 있으며, 이는 완충 용액의 조성을 결정하는 데 유용하게 활용된다.""
2.2. Tymol blue의 산 해리상수
티몰블루는 분석 실험에서 널리 이용되는 지시약으로 수용액에서 약산성을 띠며 부분적으로 해리된다. 이때 A-는 C27H29O5S-이다. 해리 평형의 위치를 나타내는 산 지시약 상수 또는 해리상수 Ka는 다음과 같이 정의된다.""
Ka = {a_A^- · a_H^+} / a_HA
여기서 ai는 이온 i의 활동도를 의미한다. 따라서 농도가 묽을 때는 ...
참고 자료
물리화학실험 대한화학회 청문각 p69 ~ 76
Silbey, Alberty, Bawendi, 물리화학, 2006, 자유아카데미, p.704, 938
영남대학교 화학과, 교양학부, 일반화학실험, 2015, 자유아카데미, p. 7~13
HCl – 안전보건공단 화학물질정보 MSDS,
2021년 05월 02일, msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do
NaOH – 안전보건공단 화학물질정보 MSDS,
2021년 05월 02일, msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do
Ethanol – 안전보건공단 화학물질정보 MSDS,
2021년 05월 02일, msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do
증류수 – 안전보건공단 화학물질정보 MSDS,
2021년 05월 02일, msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetail.do
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