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[분석화학실험] KMnO4 용액의 준비 및 농도 결정

"[분석화학실험] KMnO4 용액의 준비 및 농도 결정"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2023.07.12 최종저작일 2023.05
분석화학실험 적정 표준화 KMnO4
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[분석화학실험] KMnO4 용액의 준비 및 농도 결정
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    소개

    "[분석화학실험] KMnO4 용액의 준비 및 농도 결정"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. 실험 제목
    2. 실험 날짜
    3. 실험 목적
    4. 실험 이론
    5. 기구 및 시약
    6. 실험 방법
    7. 참고 문헌
    8. 실험 결과
    9. 결론 및 토의

    참고문헌

    본문내용

    이번 실험에서는 KMnO4 용액을 제조하고 적정을 통해 농도를 알아냈다. 먼저 용액을 제조하였는데, 증류수에 황산을 첨가하는 방식으로 1M H2SO4 용액을 제조했다. KMnO4 용액을 제조할 때의 몰농도는 2.03*10^-2mol/L이며 이것을 이론값으로 사용하였다.
    Na2C2O4를 황산 용액 50mL에 녹인 후 핫플레이트에서 70도가 될 때까지 가열해주었다. 용액의 온도는 60도와 80도 사이로 유지시켜야한다. 용액의 온도가 80도가 넘게 되면 KMnO4가 분해되어 O2와 MnO2가 만들어지고 용액이 갈색으로 변한다. 그렇게 되면 적정이 제대로 이루어지지 않으며 온도가 낮아지면 반응속도가 느려져 실험이 원활하게 진행될 수 없다.
    염산이나 질산 대신 황산을 사용하였는데, 일단 산이 사용된 이유는 반응식의 반응물 쪽에 H+가 포함되어 있기 때문에 H+의 농도를 높여주면 반응을 더욱 빠르게 해주기 때문이다. 염산이나 질산을 사용하게 되면 염산의 경우 Cl-가 생길 수 있고 황산의 경우 NO3-가 생길 수 있다. Cl-와 NO3-는 KMnO4와 만나면 침전물을 만들기에 부적절하다.
    온도가 떨어지기 전에 적정이 완료되어야했으므로 빠르게 적정해야했다. 적정을 진행하며 무색이던 용액이 핑크빛을 띠었고 색 변화를 통해 종말점을 확인하였다. Na2C2O4를 넣지 않은 황산 용액을 사용하여 바탕 실험도 진행하였다.
    적정 1회차에서 온도가 얼마나 빠르게 떨어지는지 가늠하지 못해서 적정 도중에 온도가 60도 아래로 내려가게 되었다. 이것이 오차원인이 되었을 것이다. 용액을 만들기 위해 각종 시약의 질량을 잴 때 분석저울이 완전한 수평이 아니라는 점과 분석저울에 가해지는 미세한 진동으로 인해 오차가 발생했을 수 있다. 용액을 제조할 때 부피플라스크의 표선과 메니스커스가 정확하게 일치하지 않았을 수 있으며 고체 시약을 녹일 때 시약이 덜 녹거나 플라스크 옆면에 소량의 시약이 남아있었을 수 있다.

    참고자료

    · 안전 보건 공단, “물(WATER)”, “황산”, “과망간산칼륨”, “나트륨옥살산염”,https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
    · 지식백과, “물”, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=4352033&cid=60228&categoryId=60228, 2023.05.24
    · 지식백과, “황산”, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663060&cid=62802&categoryId=62802, 2023.05.24
    · 지식백과, “과망가니즈산포타슘”,https://terms.naver.com/entry.naver?docId=6556019&cid=62802&categoryId=62802, 2023.05.24
    · 지식백과, “옥살산나트륨”, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1128825&cid=40942&categoryId=32260, 2023.05.24
    · 지식백과, “과망가니즈산염적정”,https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1063962&cid=40942&categoryId=32251, 2023.05.24
    · 지식백과, “산화환원적정”,https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1108904&cid=40942&categoryId=32255, 2023.05.24
    · 지식백과, “과망간산칼륨”,https://terms.naver.com/entry.naver?docId=430456&cid=60261&categoryId=60261, 2023.05.24
    · 지식백과, “과망간산칼륨”,https://terms.naver.com/entry.naver?docId=603878&cid=42420&categoryId=42420, 2023.05.24

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    • 1. KMnO4의 성질
      KMnO4(과망간산칼륨)은 강력한 산화제로, 다양한 화학 반응에서 널리 사용됩니다. KMnO4는 강한 자주색을 띠며, 물에 잘 녹습니다. 또한 열에 불안정하여 가열하면 산소를 발생시키는 특성이 있습니다. KMnO4는 유기물질을 산화시키는 능력이 뛰어나 소독제, 탈색제, 산화제 등으로 활용됩니다. 이러한 KMnO4의 성질은 화학 실험과 분석에서 매우 중요한 역할을 합니다.
    • 2. KMnO4 적정
      KMnO4 적정은 화학 분석에서 널리 사용되는 방법으로, 정량적인 분석을 가능하게 합니다. KMnO4는 강력한 산화제이므로 환원제와 반응하여 색 변화를 일으킵니다. 이를 이용하여 미지 시료 중 환원제의 농도를 정량적으로 측정할 수 있습니다. 적정 과정에서 KMnO4 용액의 색 변화를 관찰하여 당량점을 확인하는 것이 중요합니다. 적정 실험 시 온도, 교반 속도, 적정 속도 등 다양한 요인을 고려해야 하며, 이를 통해 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
    • 3. Na2C2O4와의 반응
      Na2C2O4(옥살산나트륨)은 KMnO4와 산화-환원 반응을 일으킵니다. 이 반응은 다음과 같이 진행됩니다: 2KMnO4 + 5Na2C2O4 + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 10CO2 + 8Na2SO4 + 8H2O 이 반응에서 KMnO4는 산화제로 작용하여 Na2C2O4를 CO2로 산화시킵니다. 이 반응은 정량적이며, 당량점에서 KMnO4 용액의 색이 변하게 됩니다. 따라서 이 반응을 이용하여 Na2C2O4의 농도를 정량적으로 측정할 수 있습니다. 이러한 KMnO4와 Na2C2O4의 반응은 화학 분석에서 널리 활용되는 중요한 산화-환원 반응입니다.
    • 4. 실험 방법
      KMnO4 적정 실험을 수행할 때는 다음과 같은 실험 방법을 고려해야 합니다: 1. 정확한 농도의 KMnO4 표준 용액 준비 2. 적정 과정에서 온도 및 교반 속도 일정하게 유지 3. 적정 속도를 일정하게 유지하여 색 변화 관찰 4. 당량점 확인 후 적정 종료 5. 실험 결과 계산 및 오차 분석 이러한 실험 방법을 통해 정확하고 재현 가능한 실험 결과를 얻을 수 있습니다. 특히 온도, 교반 속도, 적정 속도 등의 실험 조건을 엄격히 통제하는 것이 중요합니다.
    • 5. 실험 결과 및 오차 분석
      KMnO4 적정 실험을 통해 얻은 결과를 분석할 때는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다: 1. 실험 결과의 정확성: 표준 용액의 농도, 적정 종점 확인, 계산 과정 등을 면밀히 검토하여 실험 결과의 정확성을 확인해야 합니다. 2. 실험 결과의 정밀성: 동일한 실험을 반복하여 결과의 재현성을 확인해야 합니다. 이를 통해 실험 오차를 최소화할 수 있습니다. 3. 오차 분석: 실험 과정에서 발생할 수 있는 오차 요인(온도, 교반 속도, 적정 속도 등)을 분석하고, 이를 바탕으로 실험 결과의 신뢰성을 평가해야 합니다. 이러한 실험 결과 분석 및 오차 분석을 통해 KMnO4 적정 실험의 정확성과 신뢰성을 높일 수 있습니다. 이는 화학 분석 실험에서 매우 중요한 과정입니다.

  • 자료후기

      Ai 리뷰
      실험 내용이 체계적이고 구체적으로 기술되어 있으며, 실험 방법 및 결과 분석이 잘 설명되어 있습니다.

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