[일반화학실험]용해도곱 상수의 결정 - 예비 및 결과 보고서

소개

저희 학교의 조교 주문대로, Discussion에 중점을 두어 열심히 썼습니다. (고찰 및 분석 - 한 장 분량)
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목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험기구 및 사용약품
4. 실험순서
5. 실험결과
6. 고찰 및 분석
7. 참고문헌

본문내용

1. 서 론
이온성 금속화합물의 침전 및 금속이온으로 용해현상을 이해하고 공통이온효과 (Common ion effect)현상을 이용하여 용해도곱 상수를 측정하고 이의 응용법을 알아본다.

2. 이 론
이온성 금속화합물을 물에 용해시킬 때 실제적인 용질은 화합물을 이루고 있는 금속이온들이다. 예를 들면 과량의 Ca(OH)2시약을 넣어 잘 섞어주면 용액은 포화되어 다음의 평형이 이루어진다.
용해
Ca(OH)2(s) ↔ Ca2+(aq) + 2OH-(aq)
침전
이 용해과정에 대한 평형상수는 다음과 같다. (이상 용액으로 가정)



그런데 일정한 온도에서 평형상태에서 포화상태에 있는 Ca(OH)2의 농도는 일정하므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Ksp = K[Ca(OH)2] = [Ca2+][OH-]2

여기서 Ksp를 용해도곱 상수(Solution Product Constant)라고 하며, 일정한 온도에서 일정한 값을 갖는다.
수산화 칼슘으로 포화된 용액에 OH-을 함유한 시약을 첨가하면 용해도곱을 일정하게 유지하기 위하여 용해되어 있는 Ca2+의 농도가 감소하게 되어 Ca(OH)2가 침전된다. 이러한 효과를 공통이온효과라고 하며 이 원리를 이용함으로써 폐수중에 중금속 이온들을 침전시켜 제거할 수 있다. 그리고 실험적으로 이온성 금속화합물의 용해도 및 용해도곱 상수를 측정할 수 있다.
본 실험에서는 물 및 농도를 알고 있는 NaOH수용액에 고체 수산화 칼슘을 넣어 포화시킨 다음, 이들 용액에 함유된 수산화 이온(OH-)농도를 염산표준용액(과제2에서 제조)으로 적정함으로써 측정한다.
이 농도와 초기(Ca(OH)2를 포화시키기 전의)농도와의 차이가 Ca(OH)2의 용해에 의 한 수산화이온(OH-)의 농도이다.
이의 값으로부터 Ca2+의 농도, Ca(OH)2의 용해도 및 Ca(OH)2의 용해도곱 상수 (Ksp)를 구할 수 있다.

참고자료

· 『표준 일반화학실험 (제 6개정판)』, 대한화학회, 천문각(서울:2005), pp.176～183