0.1N HCl, NaOH 표준액의 제조 및 적정

문서 내 토픽

1. 표준액 제조

표준액은 농도를 정확히 알고 있어 적정에 사용되는 기준 용액이다. 0.1N HCl 표준액은 진한 염산용액(36wt%, 밀도 1.152g/mL)을 희석하여 제조하며, 탄산나트륨을 이용한 적정으로 농도를 보정한다. 0.1N NaOH 표준액은 NaOH가 공기 중 CO₂와 H₂O를 흡수하므로 필요한 농도에 가까운 용액을 조제한 후 HCl로 적정하여 정확한 농도를 결정한다.
2. 중화적정

중화적정은 중화반응을 이용하여 농도를 알 수 없는 산 또는 알칼리의 양을 구하는 방법이다. 본 실험에서는 Na₂CO₃를 표준액으로 HCl을 적정하고, 적정된 HCl을 표준액으로 NaOH를 적정한다. 페놀프탈레인(변색범위 8.3~10)과 메틸오렌지(변색범위 3.0~4.6) 지시약을 사용하여 종말점을 판정한다.
3. 농도 표현 방법

용액의 농도는 여러 방법으로 표현된다. 무게 백분율(wt%)은 용액 100g 중 용질의 g수, 몰농도(M)는 용액 1L에 녹아있는 용질의 몰수, 몰랄농도(m)는 용매 1kg에 녹아있는 용질의 몰수, 노르말 농도(N)는 용액 1L에 녹아있는 용질의 g당량수로 정의된다. 본 실험에서는 노르말 농도를 사용하여 표준액을 제조한다.
4. 농도보정계수(factor)

농도보정계수는 표준액의 농도를 보정하기 위한 계수로, 용액이 얼마나 정확하게 조제되었는지 알 수 있는 수치이다. 계산식은 f = 측정된 농도 / 원하는 농도이다. 본 실험에서 0.1N HCl의 농도계수는 3.914, NaOH의 농도계수는 4.274로 계산되었다.

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1. 표준액 제조

표준액 제조는 분석화학에서 가장 기본이 되는 중요한 과정입니다. 정확한 농도의 표준액을 만드는 것이 모든 정량분석의 신뢰성을 결정합니다. 표준물질의 순도 확인, 적절한 용기 선택, 정확한 칭량과 용해, 그리고 정확한 부피 조정이 필수적입니다. 특히 표준물질이 안정적이고 순도가 높아야 하며, 분석저울과 용량플라스크 같은 기구들의 정확도가 중요합니다. 표준액 제조 과정에서의 작은 오차도 최종 분석 결과에 큰 영향을 미치므로, 신중하고 체계적인 접근이 필요합니다.
2. 중화적정

중화적정은 산-염기 분석의 핵심 기법으로, 산과 염기의 반응을 이용하여 미지 시료의 농도를 결정합니다. 적절한 지시약 선택, 정확한 뷰렛 사용법, 그리고 종말점 판정이 정확한 결과를 위해 중요합니다. 적정 과정에서 온도, 용기의 청결도, 그리고 시료의 균질성이 영향을 미칩니다. 반복 적정을 통해 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있으며, 상대표준편차가 작을수록 좋은 결과입니다. 중화적정은 간단하면서도 정확한 분석 방법으로, 올바른 기술과 주의깊은 관찰이 필수적입니다.
3. 농도 표현 방법

농도를 표현하는 방법은 분석 목적과 상황에 따라 다양합니다. 몰농도(M), 노르말농도(N), 질량백분율(%), 몰분율 등 여러 방법이 있으며, 각각의 장단점이 있습니다. 몰농도는 화학 반응식 계산에 편리하고, 질량백분율은 실제 물질의 양을 직관적으로 나타냅니다. 같은 용액이라도 표현 방법에 따라 수치가 달라지므로, 명확한 표기가 필수적입니다. 국제적 표준화를 위해 SI 단위인 몰농도 사용이 권장되지만, 실무에서는 상황에 맞는 적절한 표현 방법을 선택하는 것이 중요합니다.
4. 농도보정계수(factor)

농도보정계수는 표준액의 실제 농도가 이론값과 다를 때 이를 보정하기 위한 중요한 값입니다. 표준액 제조 과정에서의 오차, 시간 경과에 따른 변화, 그리고 측정 오차 등으로 인해 실제 농도가 이론값과 다를 수 있습니다. 정확한 factor 결정을 위해 표준물질을 이용한 역적정이나 다른 검증 방법이 필요합니다. Factor를 적용함으로써 분석 결과의 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 정기적인 factor 재검증을 통해 표준액의 신뢰성을 유지하는 것이 좋은 분석 관행입니다.

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