[일반화학실험 1] 산화-환원 적정 (과망간산법)

소개

일반화학 실험 1학기 마지막 실험보고서 및 결과자료입니다.
실험조교하면서 예비실험 및 수업 후 작성한 자료입니다.

실험은 과망간산칼륨과 과산화수소수의 적정에 관한 것으로 과망간산용액을 이용해
산화환원 적정으로 정량분석 하는것입니다.

많은 참고 바랍니다.^^

목차

산화-화원 적정: 과망간산법
(Oxidation-Reduction Titration: KMnO4)

1. 실험목적:

2. 이론 및 원리:
2. 1. 산화-환원 적정법
- 브뢴스테드-로우리의 산염기 정의
- 산-염기 적정 (acid-base titration)
- 당량점 (equivalent point)
- 종말점 (end point)
2. 2. 산화-환원 적정의 종말점 확인
2. 3. 과망간산 칼륨에 의한 산화-환원 적정
○ 옥살산 나트륨과 과망간산 칼륨의 반응식

3. 실험방법
실험A. 과망간산 칼륨 용액의 표준화
실험B. 과산화수소 용액의 정량

4. 기구 및 시약
* 주의 및 참고사항

5. 실험결과
실험A. 과망간산 칼륨 용액의 표준화
○ 옥살산 나트륨의 몰 수:
○ 옥살산 나트륨의 몰 농도:
○ 과망간산 칼륨 용액의 몰 농도:
실험B. 과산화수소 용액의 정량

과산화수소의 농도 (%):
○ 과산화수소의 몰 농도 (M2):
○ 과산화수소의 %농도:
3. 옥살산 나트륨으로 과망간산 칼륨 용액의 농도를 결정할 때 처음에는 탈색되는 데 시간이 걸리지만 일단 반응이 시작되면 원할하게 탈색이 진행되는 이유는 무엇인가?
4. 옥살산 나트륨을 적정할 때 온도를 60℃ 정도로 유지되는 이유는 무엇인가?
5. 과망간산 칼륨 적정에서 염산이나 질산을 사용하지 않고 황산 용액을 사용하는 이유는 무엇인가?
6. 적정하기 전에 시료 용액을 70 mL로 묽혀서 적정하는 이유를 생각해 보아라.
#. 생각해볼 사항

6. 검토 및 고찰

7. 참고문헌

본문내용

실험B. 과산화수소 용액의 정량
3% 과산화수소의 비중: 1.01 g/ml
과산화수소 용액의 부피: 10 ml
과산화수소 용액의 무게: 10.1 g
소비된 과망간산 칼륨 표준용액의 부피: 3 ml (ml, ml, ml, 평균 ml)
과산화수소의 농도 (%): 0.0531 %
○ 과산화수소의 몰 농도 (M2):


○ 과산화수소의 %농도:


3. 옥살산 나트륨으로 과망간산 칼륨 용액의 농도를 결정할 때 처음에는 탈색되는 데 시간이 걸리지만 일단 반응이 시작되면 원할하게 탈색이 진행되는 이유는 무엇인가?
용액은 빠른 반응을 위하여 가열해 주며 이 반응은 Mn2+에 의하여 촉진된다. 그러나 반응 초기에는 생성되는 Mn2+의 농도가 낮기 때문에 반응이 매우 느리게 진행되지만 어느정도의 반응이 진행되어 Mn2+가 많이 생성되면 반응이 매우 빠르게 진행된다.

4. 옥살산 나트륨을 적정할 때 온도를 60℃ 정도로 유지되는 이유는 무엇인가?
온도가 낮으면 반응이 진행되지 않으며 60℃ 이상의 온도가 실험하는데 필수적이다. 황산에서의 산화반응은 때때로 100℃이상에서 수행된다. KMnO4의 적정은 일반적으로 반응이 느리므로 60-70℃ 정도로 용액을 가열하여 적정해야 하며 80℃ 이상이 되면 O2와 MnO2를 내면서 분해하게 된다. 즉 온도가 낮으면 산화반응속도가 느려 종말점을 찿기 어렵고, 온도가 높으면 KMnO4가 분해되기 때문에 온도를 60℃ 정도로 유지한다.

참고자료

· 1. 대한화학회, “표준 일반화학실험 (제 6개정판)”, p128 (2005)
· 2. Raymond Chang, “General chemistry”, p193 (2004)