결과보고서, 가시광선 분광기를 이용한 약산의 해리상수 결정

소개글

물라화학실험 결과보고서, 가시광선 분광기를 이용한 약산의 해리상수 결정에 대한 내용입니다.

목차

1. Introduction
(1) 실험 날짜
(2) 실험 목적
(3) 배경 이론
(4) 실험 기구 및 시약

2. Methods

3. Results
(1) 결과
(2) 결과 계산

4. Discussion

본문내용

(1) 실험 날짜 : 2020년 10월 5일

(2) 실험 목적
A. 가시광선 분광기를 이용하여 약산성을 띠는 지시약의 해리 상수를 측정한다.
B. 가시광선 분광기의 기본 원리 및 사용법을 익힌다.

(3) 배경 이론
A. Thymol blue (thymolsulfonephthalein)
a. 티몰블루 ( C₂₇H₃₀O₅S )
b. 산·염기 지시약의 하나로 녹색 결정으로 물과 에탄올에 녹는다.
c. pH 8.0 이하면 노란색, pH 9.6 이상이면 파란색을 띤다.
d. 티몰블루는 수용액에서 약산으로 작용하여 부분적으로 해리하는데, 이때 이온화된 성분과 이온화되지 않은 성분은 가시광선 영역의 서로 다른 파장에서 최대 흡광도를 나타낸다. 이 지시약의 평형점을 나타내는 Ka나 pKa값은 가시광선 영역에서 분광기를 이용하여 측정할 수 있다.
e. 파장 400~700 nm 사이에서 온도를 일정하게 하고 묽은 HCl, 묽은 NaOH, pH가 고정된 완충 용액에 일정 농도의 티몰블루를 용해 시키고 흡광도를 측정하면, 파장 값에 대한 흡광도를 얻어낼 수 있으며 지시약의 해리 상수인 Ka를 계산할 수 있다.

<중 략>

c. ai : 이온의 활동도, 농도가 묽을 때는 ai = ci이다.
따라서 pKa = - log Ka, C0 = CHA + CA⁻
1× 10⁻⁴ M HCl 의 pH = 4.0 으로 pKa보다 작기 때문에 수용액에는 이온화되지 않은 HA만 존재한다. 그러므로 C0 = CHA이다. 반대로 1× 10⁻³ M NaOH의 pH = 11.0으로 pKa보다 크므로 NaOH는 모두 해리되어 A⁻ 를 형성하는 쪽으로 평형이 이동되기 때문에 C0 = CA⁻이다. 한편 pH 9.00의 완충 용액에서는 이온화 되지 않은 산과 이온화된 짝 염이 같은 농도로 존재한다. 이 두 성분이 가시광선 영역에서 다른 흡수 스펙트럼을 갖기 때문에 서로 다른 색을 띠게 된다.

참고 자료

https://en.wikipedia.org/wiki/Thymol_blue
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B4%EC%98%A8%ED%99%94_%EC%83%81%EC%88%98
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%99%84%EC%B6%A9_%EC%9A%A9%EC%95%A1
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https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_chloride
https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_hydroxide
https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_KR_cb3672398.htm
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8C%8C%EB%9E%91
https://www.scienceall.com/%EB%B6%84%EA%B4%91%EA%B4%91%EB%8F%84%EB%B2%95spectrophotometry/
사이플러스‘분석화학실험’대한화학회분석화학/전기화학분과 편저(2018년) p.268 ~ p.273