생활_속의_산-염기_분석실험

소개

생활_속의_산-염기_분석실험보고서입니다

목차

1.title
2.introduction
3.principle & theory
4.Apparatus & Reagents
5. Procedure
6. Result
7.Disussion & Feeling

본문내용

Title: 생활 속의 산-염기 분석

Introduction: 산과 염기의 중화 반응을 이용해서 산이나 염기의 농도를 알아낸다.

principle & Theory: 브뢴스테드-로우리의 산-염기 이론에 따르면 수소 이온을 내놓을 수 있는 물질을 "산" 이라고 하고, 수소 이온을 받아들일 수 있는 물질을 "염기"라고 한다. 아세트산 이외에 염산(HCl), 황산(H2PO4), 인산(H3PO4)등이 대표적인 산이고, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨(KOH), 암모니아(NH3)등이 대표적인 염기이다.
산과 염기는 서로 대립적인 특성을 가지고 있고, 산과 염기가 함께 혼합되면 물(H2O)과 염이 생성되는 "중화 반응"이 일어난다. 수산화 나트륨 수용액에 강한 염산을 적당히 넣어주면 염화 나트륨(NaCl)이 만들어져서 산과 염기의 부식성이 모두 없어져 버린 소금물이 되는 것이 바로 그런 중화 반응의 예이다.

HCl + NaOH -> NaCl + H2O

산과 염기의 중화 반응은 매우 빠르고 화학량론적으로 일어나기 때문에 중화 반응을 이용해서 수용액 속에 녹아있는 산이나 염기의 농도를 정확하게 알아낼 수 있다. 그런 실험을 산-염기 적정이라고 부른다.
염산이 들어있는 수용액에 수산화 나트륨 수용액을 조금씩 넣어주면 수산화 나트륨을 넣기 전에는 용액이 강한 산성을 나타내다가 용액에 들어있는 염산의 양과 정확하게 같은 양의 수산화 나트륨을 넣어주면 pH가 7이 되고, 수산화 나트륨을 더 넣어주면 용액이 강한 염기성을 나타내게 된다. 용액 속의 염산을 완전히 중화시킬 만큼의 수산화 나트륨을 넣어준 상태를 "당량점"이라고 하고, 당량점에서는 다음과 같은 관계가 성립된다.

NA * VA = NB * VB

여기서 NA와 NB는 각각 산과 염기의 노르말 농도이고, VA와 VB는 산과 염기 용액의 부피이다. 당량점 부근에서는 용액의 pH가 급격히 변화하게 되고, 이런 특성을 이용하면 당량점을 실험적으로 쉽게 알아낼 수 있다.
염산과 같은 센 산 대신 아세트산과 같은 약한 산을 수산화 나트륨으로 적정하면 당량점에서의 pH가 7보다 조금 커지고, 당량점 부근에서 pH의 변화폭도 좁아지기 때문에 당량점을 실험적으로 정확하게 확인하기가 어려워진다.
적정을 이용해서 산이나 염기의 농도를 알아내기 위해서는 농도를 정확하게 알고 있는 염기나 산 용액이 필요하다. 정확한 농도를 미리 알고 있는 용액을 표준 용액이라고 한다.
적정 실험에서 중화 반응이 완전히 이루어졌다고 판단되는 상태를 "종말점"이라고 부른다.
이상적으로는 종말점과 당량점은 같아야 하지만 여러 가지 불확실도 때문에 실제 종말점은 당량점과 정확하게 일치하지는 않을 수도 있다.

참고자료

· 표준 일반화학실험(천문각)