[분석화학실험] EDTA titration of Ca2+ and Mg2+ in Tap Water & Milk

목차

1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Apparatus and Reagents
5. Procedure
6. Data & Results
7. Discussion
8. References

본문내용

1. Title
EDTA titration of Ca2+ and Mg2+ in Tap Water & Milk

2. Purpose
- 여러 자리 리간드인 EDTA의 화학적인 성질과 구조로부터 EDTA와 금속 이온의 착물 형성의 기본적인 원리를 이해한다.
- complexometric titration을 이용하여 우유와 수돗물 속 들어있는 multivalent 금속이온 Ca2+와 Mg2+의 농도를 구한다.
- 각 금속 이온의 Kf 값, pH에 따른 Kf값을 계산하고 pH 변화에 따른 침전현상을 이해한다.

3. Theory
1) EDTA
EDTA는 ethylenediaminetetraacetic acid의 약자이고, 대부분의 금속이온과 1:1로 착물을 형성한다는 특징이 있어 정량 분석에 주로 쓰인다. 이때, 이온의 전하와는 상관없이 1:1로 반응한다. EDTA는 주로 H6Y2+로 표시되는 육양성장성 계이다. EDTA가 금속이온과 만나 금속 착물을 형성할 때 수소 원자를 잃는다. 먼저, 카복실기(-COOH)의 수소 원자들을 잃은 후 암모늄기(-NH+)의 수소 원자들을 잃는다. 수소를 잃은 EDTA는 H5Y+, H4Y, H3Y와 같이 표시한다. 특정한 형태로 존재하는 EDTA에 대한 분율은 로 정의할 수 있고, 각 EDTA에 대한 분율은 Figure와 같다.

2) 형성 상수(formation constant, Kf)
형성 상수는 금속과 리간드의 반응에 대한 평형상수이다. −4의 반응에 대한 Kf 값은 의 식을 통해 구할 수 있다. 대부분의 EDTA 착물에 대한 Kf 값은 매우 크다. 양전하가 큰 금속이온일수록 Kf 값은 커진다. 이번 실험에서 사용되는 Ca2+의 logKf 값은 10.65, Mg2+의 logKf값은 8.79이다.

3) 조건 형성 상수(conditional formation constant)
형성 상수는 Y4-의 EDTA와 금속 이온의 반응에 대한 것이다. 하지만, pH 10.37 이하에서 Y4-로 존재하는 EDTA는 드물다.

참고 자료

대한화학회 분석화학/전기화학분과, 분석화학실험 제 2판, 사이플러스, 2021, pp. 96~99
Daniel C. Harris · Charles A. Lucy 및 강용철 외 8인 옮김, 분석화학 제 10판, 자유아카데미, 2020, pp. 299~318