pH 측정 및 산염기 표준용액 제조 실험

본 내용은 " 일반화학_pH 측정 및 산, 염기 표준용액 제조 실험 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.02.23

문서 내 토픽

• 1. pH-meter를 이용한 용액의 pH 측정

  pH-meter의 센서를 증류수로 세척한 후 각 용액에 담가 pH값을 측정하는 실험이다. 0.9% NaCl, 에탄올, 아세트산, HCl, NaOH, 암모니아수, 증류수, 수돗물, 콜라, 이온음료 등 다양한 용액의 pH를 측정하여 산성, 염기성, 중성을 판별한다. 측정 결과 HCl은 pH 1.34로 강산성, NaOH는 pH 12.68로 강염기성, 증류수는 pH 6.5로 약산성을 나타냈다.

• 2. 이산화탄소와 물의 반응에 따른 pH 변화

  수돗물에 빨대로 공기를 불어넣으면 이산화탄소가 용액에 녹아 탄산이 생성되는 실험이다. 초기 pH 6.0에서 1분씩 3회 불어넣은 후 pH가 5.4, 5.1, 4.6으로 점진적으로 감소하여 산성화된다. 화학반응식 H2O(l)+CO2(g) → H2CO3(l)에 의해 산화반응이 일어나 산성이 되는 원리를 보여준다.

• 3. 염기 표준용액 NaOH 제조 및 적정

  2.304g의 NaOH를 500ml 볼륨 플라스크에 녹여 0.1M 표준용액을 제조한다. KHP를 이용한 적정으로 NaOH의 정확한 농도를 결정하는데, 첫 번째 19.5ml, 두 번째 21ml의 평균 20.25ml를 사용하여 계산한 결과 NaOH의 몰농도는 0.08991 M이다. 반응식: NaOH(aq)+KHP(aq) → H2O(l)+KNaP(aq)

• 4. 산 표준용액 HCl 제조 및 적정

  35% HCl 4.2ml을 500ml 볼륨 플라스크에 넣어 0.1M 표준용액을 제조한다. 제조된 NaOH 용액으로 적정하여 HCl의 정확한 농도를 결정하는데, 첫 번째 24.3ml, 두 번째 24.7ml의 평균 24.5ml를 사용하여 계산한 결과 HCl의 몰농도는 0.5244 M이다. 반응식: HCl(aq)+NaOH(aq) → H2O(l)+NaCl(aq)

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. pH-meter를 이용한 용액의 pH 측정

  pH-meter를 이용한 pH 측정은 현대 화학 실험에서 가장 기본적이면서도 중요한 기술입니다. 디지털 pH-meter는 정확하고 빠른 측정을 가능하게 하며, 산-염기 반응을 이해하는 데 필수적입니다. 다만 정확한 측정을 위해서는 정기적인 보정이 중요하며, 표준 완충용액을 이용한 2점 또는 3점 보정이 필수입니다. 또한 측정 전 전극을 증류수로 충분히 헹굼으로써 이전 시료의 영향을 제거해야 합니다. pH-meter의 정확성은 실험 결과의 신뢰성을 좌우하므로, 올바른 사용 방법과 유지보수가 매우 중요합니다.

• 2. 이산화탄소와 물의 반응에 따른 pH 변화

  이산화탄소와 물의 반응은 탄산 형성 과정으로, 환경과 생화학에서 매우 중요한 현상입니다. CO₂가 물에 용해되면 탄산(H₂CO₃)을 형성하고, 이는 약산으로 작용하여 용액의 pH를 낮춥니다. 이 반응은 가역적이며 평형 상태에 도달합니다. 실험을 통해 CO₂ 통입 시간에 따른 pH 변화를 관찰하면 산-염기 평형의 원리를 직관적으로 이해할 수 있습니다. 또한 이 현상은 해양 산성화, 지구 온난화 등 실제 환경 문제와도 연결되어 있어 학습의 실용적 가치가 높습니다.

• 3. 염기 표준용액 NaOH 제조 및 적정

  NaOH 표준용액 제조는 정량 분석의 기초가 되는 중요한 실험입니다. NaOH는 흡습성이 강하고 공기 중의 CO₂를 흡수하므로, 정확한 농도의 표준용액을 직접 제조하기 어렵습니다. 따라서 일반적으로 대략적인 농도로 제조한 후 표준물질(예: 프탈산수소칼륨)을 이용해 적정하여 정확한 농도를 결정합니다. 이 과정에서 메스플라스크, 피펫, 뷰렛 등 정밀 기구의 올바른 사용이 필수적입니다. NaOH 표준용액은 산-염기 적정의 기본이 되므로, 제조 과정의 정확성이 후속 실험의 신뢰성을 결정합니다.

• 4. 산 표준용액 HCl 제조 및 적정

  HCl 표준용액 제조는 산-염기 적정 실험의 핵심입니다. 농축 HCl을 희석하여 표준용액을 만들되, 정확한 농도 결정을 위해 표준물질(예: 탄산나트륨)을 이용한 적정이 필요합니다. HCl은 NaOH와 달리 흡습성이 낮아 상대적으로 안정적이지만, 휘발성이 있으므로 밀폐 보관이 중요합니다. 적정 실험에서는 메틸오렌지나 페놀프탈레인 같은 적절한 지시약 선택이 중요하며, 종말점을 정확히 판단해야 합니다. 이 실험을 통해 산-염기 반응의 정량적 관계와 적정 기법을 습득할 수 있습니다.