전위차 적정 및 이온화 상수 결정

소개

실험을 통해 전위차 적정법을 배우고 그에 따른 이온화 상수 결정을 해본다

목차

1. 실험목적
2. 이 론
3. 실험방법
4. 결과정리 및 검토

본문내용

1. 실험목적
본 실험은 pH 메타를 이용하여 산-염기 적정 과정의 pH 변화를 측정하여 적정곡선을 얻고 이를 해석하여 이온화 상수를 결정하는 것이다. 산의 세기와 종류의 의미를 이해하고, 적정곡선을 이용하여 용액의 농도를 결정하며 계산으로 얻어진 수소 이온의 농도와 측정된 값간의 차이를 검토한다.

2. 이 론
1923년 Brönsted는 산은 수소이온(양성자)을 내어놓을 수 있는 물질, 염기는 양성자를 받아들일 수 있는 물질이라고 정의하였다.
산 = 염기 + H+ (2-1)
이와 같이 짝을 이룬 한 쌍의 산 및 염기를 각각 짝산 및 짝염기라 부른다. 산과 염기의 해리 반응은 단독으로 일어나는 것이 아니고, 용매(수용액에서는 물)와 반응하여 진행된다.
산 + 물 = 염기 + H3O+ (2-2)
산의 세기는 양성자를 해리시켜 내어놓는 정도를 뜻한다. 산이 어떤 용매에 녹을 때, 용매는 산에 대하여 염기의 구실을 한다. 그러므로 산의 세기 즉 양성자를 내어놓는 가능성은 산 자체의 본질적인 성질과 그 용매의 양성자에 대한 친화성의 세기에 달려있다.
따라서 용매는 산의 세기를 비교할 때 중요한 인자가 되며, 용매가 달라지면 산의 세기 순서가 달라질 수도 있다.
수용액에서 강산인 염산, 질산, 황산(제 1단계 해리), 그리고 강염기인 수산화나트륨, 수산화칼륨은, 아주 진한 경우를 제외하면, 완전히 이온화된다. 약산과 약염기는 일부만 이온화된다. 이온화되는 정도는 평형상수로 나타낼 수 있다. (2-2)식에 대한 산해리 평형상수는 (2-3)식으로 표현되며, 이 값이 크면 해리 정도가 크며, 따라서 산의 세기가 크다.
(2-3)
여기서 [ ]는 엄밀한 의미에서 활동도를 나타내는 것이지만, 근사적으로 농도로 표현하기도 한다. 또한 는 흔히 값으로 표시되며, 이때 이다.
강한 염기로 약산을 적정하면 양성자와 수산이온이 반응하여 물이 생기고 동시에 약산의 염이 만들어진다. 염기의 첨가로 용액내의 염과 이온화되지 않은 약산의 조성이 계속 달라진다. 따라서 용액의 수소이온 농도도 달라지게 된다(그림 2-1 참조).
용액내의 농도 변화는 네 개의 평형방정식으로 나타낼 수 있다. 적정하는 강염기를 MOH, 적정되는 약산을 HA 라고 하고 약산의 염인 MA가 완전히 이온화된다고 하면, 용액의 상태를 나타내는 다음의 (2-4)부터 (2-7)의 관계식을 세울 수 있다.

참고 문헌및 사이트
응용화학 기초실험1
네이버 지식검색“전위차 적정”, “이온화 상수 결정”
일반화학 제 2 판 산과 염기편

참고자료

· 응용화학 기초실험1
· 네이버 지식검색“전위차 적정”, “이온화 상수 결정”
· 일반화학 제 2 판 산과 염기편