1.1. 실험 목적전기 화학 반응에서 발생하는 전자의 흐름을 이용하여 만들어진 화학 전지의 기본 원리를 이해하고 이를 제작하여 전위 값을 측정하여 볼 수 있다.1.2. 이론 및 원리1.2.1. 화학전지산화-환원 반응을 통해 화학에너지를 전기 에너지로 전환시키거나 전기 에너지를 사용하여 화학반응을 일으키는 장치를 말한다. 반응성이 다른 두 금속을 전해질용액에 넣고 도선으로 연결한다. 반응성이 큰 금속이 산화되면서 전자를 내놓으면, 전자는 도선을 따라 반응성이 작은 금속 쪽으로 이동하면서 전류가 흐르게 되는 원리이다. 이때, 반응성이 큰 금속은 전자를 잃는 산화 반응이 일어나므로 (-)극이 되며, 반응성이 작은 금속은 도선으로 통해 들어온 전자를 얻는 환원 반응이 일어나므로 (+)극이 된다.
1.1. 실험 목적농도가 반응 속도에 어떤 반응을 미치는지 실험을 통해 확인 해볼 수 있다.1.2. 이론 및 원리1.2.1. 시계반응일정 시간이 경과한 후 변색, 침전의 생성 등의 뚜렷한 변화를 일으키는 반응으로 반응 도중 색이 갑자기 변화는 것이 자명종처럼 보여 붙여진 이름이다. 시계 반응의 첫번째 단계에서는 비교적 느린 속도로 반응 중간물질이 생성되면 두번째 단계에서 빠른 속도로 소비된다. 이때 첫번째 단계에서 만들어진 생성물이 소량의 한계 물질과 반응하게 된다. 마지막 단계에서는 한계 물질이 모두 없어진 후에 첫째 단계에서 생성된 물질이 지시약과 반응해서 색깔을 나타내는 물질이 만들어지게 된다.
1.1. 실험 목적금속 이온과 결합하여 착물을 형성하는 킬레이트제 EDTA를 이용한 적정분석법을 통해 수돗물 또는 지하수속에 존재하는 Ca2+와 Mg2+의 전체 농도를 구해 물의 전경도를 구하고, Ca2+의 선택적인 적정을 통해 물의 Ca경도를 구한다.1.2. 이론 및 원리1.2.1. 킬레이트금속 이온이 여러 자리 리간드와 결합하여 고리를 만드는데, 배위결합 중에서 한 개 의 분자에 의한 다(多)배위결합을킬레이트화(chelation)반응이라 하며, 이 화합물을 킬레이트(chelate)라고 부른다. 즉 배위할 수 있는 전자쌍을 1개 이상을 가지고 있으 며, 한 개의 리간드가 각각 중심 금속원자와 2쌍 이상의 배위결합을 할 수 있는 리간드를 킬레이트제(chelating agent)라고 한다. 따라서 킬레이트화합물은 주로 리간드에 의해서 배위결합 금속 착염을 형성한다.킬레이트적정법(chelatometry)은 1945년 G. Schwarzenbach에 의해 처음으로 창안되 분석화학분야에서 널리 실용화되었다. 어떤 금속 지시약은 금속이온과 반응하여 정색현상을 나타내므로, 이것을 이용하여 킬레이트 표준용액으로 적정할 수 있다. 일반적으로 금속이온은 킬레이트 시약과 반응하여 안정한 금속킬레이트 화합물을 형성하므로, 당량점에서 금속지시약이 유리되어 본래의 지시약의 색깔로 환원되어 변색된다.1.2.2. 착화합물착화반응이란 전자가 풍부한 화학종(비공유 전자쌍들을 소유한 화학종)이 전자가 부족한 화학종에 전자쌍을 제공하면서 이루어지는 결합. 즉, 배위결합(Coordination bond)을 이루는 반응을 이루는 반응을 말하며, 이러한 결합에 의해 만들어지는 화합물을 착화합물(complex)이라 한다.1.2.3. 리간드배위결합에서 전자쌍을 제공하는 화학종을 리간드(ligand)라고 부르며, 리간드 중에서 2쌍 이상의 전자를 주는 화학종을 킬레이트제(chelating agent)라 한다.1.2.4. EDTA 적정법칼슘정량법의 한 가지. 칼슘이온(Ca++)은 EDTA(에틸렌디아민4초산)과 결합하여 수용성의 안정된 킬레이트화합물을 만든다. 시험 자료를 강알칼리성으로 하여 칼슘지시약(무렉시드, 칼세인, 칼렛드 등)을 가하고,EDTA를 떨어뜨리면 칼슘과 당량의 EDTA를 첨가하여 칼슘이 소실되고, 소실과 더불어 용액의 색이 변한다. 이 점을 적정종말로 하여서 적하 EDTA량에서 시험자료 중의 칼슘을 정량한다.
1.1 실험목적산과 염기에 대해 이해하고, 중화반응과 지시약의 성질을 이용하여 색이 변하는 산-염기반응을 확인해 볼 수 있다.1.2 이론 및 원리1.2.1 산, 염기산은 물에 녹아 이온화하였을때 수소이온을 내놓는 물질로 일반적으로 pH7보다 낮은 물질을 말한다. 염기는 수용액에서 수산화이온을 내놓거나 수소이온을 흡수하는 물질을 말한다.1.2.2 산-염기 적정산의 수소 이온과 염기의 수산화이온이 1:1로 반응하여 물을 생성하는 것을 중화반응이라고 한다. 농도를 알고 있는 산 또는 염기를 이용하여 모르는 염기 또는 산의 농도를 구하는 것이 산-염기 적정반응이다. 일반적으로중화반응의 속도가 매우 빠르기 때문에 산-염기 지시약을 이용하여 변색반응을 통해 종말점을 육안으로 확인할 수 있게 실험을 진행한다.이때 당량점 용액의 pH 에서 색깔이 변하는 지시약을 선택해야만 실험에서의 종말점이 실제 당량점에 가깝게 되어 적정의 불확정도를 줄일 수 있다. 하지만 종말점은 아날로그적인 방식으로 구하기 때문에 당량점(중화점)이라고 보기는 어려워 정확한 측정을 위해 pH미터를 사용하기도 한다.1.2.3. 중화 반응의 여러 경우1) 강산 + 강염기 = 중화점 pH 7에 가깝다.가해지는 염기의 양이 증가할수록 pH의 상승속도가 빨라지다가 중화점에서 pH가 대략 4에서 10으로 급격히 변화한다. 대부분의 지시약의 변색 범위가 이 pH범위 안에 있기 때문에 지시약 선택의 폭이 넓다.
EDTA 적정을 통한 수돗물 경도 측정
