[일반화학]지시약의 작용원리

소개

일반화학 실험 결과보고서입니다.
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목차

1. 목표
2. 핵심개념
3. 관련개념
4. 이론 및 원리
5. 실험 방법
6. 실험 기구 및 시약
7. 결과
8. 토의
9. 참고

본문내용

1. 목표
- 산-염기 지시약 용액의 PH를 변화 시키면서 흡광도를 측정하여 지시약의 이온화 상수와 변색 범위를 알아낸다.

2. 핵심개념
- 지시약, 해리상수, 변색범위, 흡광도

3. 관련개념
- 산-염기 적정, 당량점

4. 이론 및 원리
- 산-염기 적정양에서 종말점을 알아내기 위해서 사용하는 지시약은 약산 또는 약-염기로 용액의 PH에 따라서 전혀 다른 색깔을 나타내는 화합물이다. 산-염기 적정에 많이 사용되는 지시약의 종ㄹㅍ와 특성은 표 13-1에 실었다. 산-염기 적정의 당량점에서 용액의 PH는 산과 염기의 종류에 따라서 다르다. 센 산을 센 염기로 적정할 때는 당량점에서 용액은 중성이지만, 약산을 센 염기로 적정할 때는 당량점에서 용액이 염기성을 나타내고, 센산을 약염기로 적정할 때는 산성 용액이 된다. 따라서 당량점 용액의 PH에서 색깔이 변하는 지시약을 선택해야만 실험에서의 종말점이 실제 당량점에 가깝게 되어 적정의 불확실도를 줄일 수 있다. 약산에 해당하는 지시약 HInd는 수용액에서 해리하여 다음과 같은 평형을 이루게 된다.

HInd ⇆ Ind‾+ H+
산성형 염기성형

용액 중의 수소 이온의 농도가 커지면 르샤트리에의 법칙에 따라 평형이 왼쪽으로 이동하기 때문에 산성형인 HInd의 농도가 증가하고 용액은 HInd의 색깔을 나타내게 된다. 그러나 수소 이온의 농도가 감소하면 평형이 오른쪽으로 이동하기 때문에 염기성형인 Ind‾의 색깔이 나타나게 된다.
지시약의 해리 반응에 대한 평형상수는 다음과 같이 쓸 수 있다.

K=[Ind‾][H+]/[HInd] 식(20-1)

이 식의 양변에 대수를 취하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

PH=pk+log[Ind‾]/[HInd] 식(20-2)

식(20-2)에 의하면 용액의 PH가 pk와 같을 경우에는 지시약의 산성형과 염기성형의 농도가 같아져서 산성형의 색깔과 염기성형의 색깔이 함께 나타나게 된다. 그러나 산성형과 염기성형의 농도가 대략 10배 이상 차이가 나게 되면, 농도가 진한 형의 색깔이 분명히 나타나게 된다. 죽, PH가 pk+1보다 커지면 염기성형인 Ind‾ 색깔이 나타나고, PH가 pk-1보다 작아지게되면 산성형인 HInd의 색깔이 나타나게 된다. 그러므로 지시약의 해리상수 K를 측정하면 지시약의 색깔이 바뀌는 변색 범위를 알아낼 수 있다.

참고자료

· 없음