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A! 기체 상수 결정 결과레포트

8. Result1) 가열 전 시료 넣은 시험관무게 : 23.66 g2) 가열 후 시료 넣은 시험관무게 : 23.16 g3) 발생한 기체의 무게 : 0.5 g (23.66-23.16)4) 발생한 기체의 몰수 : 0...

리포트| 2021.03.30| 3페이지| 2,000원| 조회(130)

일반화학및실험, 기체 상수 결정, 기체 상수 결정 결과레포트

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A 몰질량 측정 결과레포트 평가B괜찮아요

8. Result1) 플라스크와 알루미늄 뚜껑의 무게 39.37g2) 냉각시킨 플라스크와 뚜껑의 무게 39.54g3) 응축된 시료의 무게 0.17g4) 끓는 물의 온도 74℃ ( 74 + 273.15= 347.15K)5) 대기압 1atm6) 플라스크의 부피 75mL7) 액체 시료의 몰 질량 64.52 g/molM= {WRT} over {PV}={0.17g TIMES 0.082atmL/Kmol TIMES 347.15K} over {1atm TIMES 0.075L}= 64.52g/mol8) 오차오차율 사용한 시료의 분자량은 58.08인 아세톤을 사용하였다.절대오차 : (?58.08 ? 64.52?) g/mol = 6.44 g/mol상대오차 : (절대오차 / 이론값) * 100 ={6.44} over {58.08} TIMES 100 = 11.1%9. Discussion(1) 실험 의의 및 주요이론원자나 분자는 매우 작은 입자이기 때문에 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그래서 원자나 분자의 질량을 나타내기 위해서 상대적인 방법을 사용한다. 즉, 질량수 12인 탄소의 원자 몰질량을 12라고 정의하고, 이 동위원소 12g에 들어있는 탄소 원자의 수를 아보가드로 수(6.022×10^23)라고 하며, 아보가드로 수만큼의 원자 또는 분자를 1몰이라고 정의한다. 따라서 분자의 몰질량도 1몰에 해당하는 분자의 질량을 탄소 원자 1몰의 질량과 비교하여 결정한다.분자의 몰질량을 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 그 중에서도 가장 간단하게 몰질량을 측정하는 방법은 기체의 상태방정식을 이용하는 것이다. 대부분의 기체는 상온, 상압에서 이상기체 상태방정식을 만족하기 때문에 기체의 부피, 온도, 압력과 함께 용기를 가득 채우는 데에 필요한 물질의 질량 W를 측정하면 이상기체상태방정식으로부터 몰질량 M을 계산할 수 있다.M= {WRT} over {PV} (2) 실험 오차 요인실험결과 아세톤의 몰질량인 58.08g/mol보다 11.1% 높은 수치가 나왔다.채취한 시료의 부피가 정확히 3ml가 아니었으며 호일로 플라스크를 잘 밀봉하지 못하였으며 구멍 또한 어느 정도 뚫어야 하는지 몰랐으며, 플라스크를 냉각시키는 과정에서 플라스크내 모든 기체가 액화되지 못하였으며 부피플라스크의 부피측정 무게 측정 또한 정확한 수치가 아니기 때문에 오차가 발생하였다.(3) 오차의 해결알루미늄 호일 뚜껑을 빈틈이 없도록 잘 막아줘야하며, 호일에 구멍 또한 작게 뚫어야 한다. 플라스크가 바닥에 닿지 않도록 하는데 그 이유는 바닥에서의 열의 전도로 인해 오차가 발생할 수 있으므로 조심해야 한다. 액체가 모두 기화하고 나면 둥근 플라스크에 겉면에 있는 물기를 최대한 제거한 후 내부의 기체가 액화될 때까지 충분히 식힌 후 질량을 재야 한다.(4) 생각해볼 사항1) 이 실험에 사용하는 액체 시료는 어떠한 성질을 가지고 있어야 실험 목적에 가장 적합하겠는지 생각해보자.- 물중탕으로 기화시킬 수 있어야 하므로 물의 끓는점보다 낮은 온도에서 끓어야 하고(아세톤의 끓는점은 56℃이다.) 알루미늄 박의 구멍을 통해 공기 중으로 나오게 되므로 사람이 조금 흡입하더라도 몸에 해롭지 않아야 하며, 상온에서 식혀서 액화할 수 있어야 한다.2) 액체 시료의 양이 충분하지 않아서 기화한 시료가 플라스크를 완전히 채우지 못했다면 어떤 결과가 얻어지겠는가? 분자량이 100이라면 최소한 몇 g의 시료가 필요한가?-M= {WRT} over {PV}에서, 기화한 시료가 플라스크를 완전히 채우지 못했다면 측정된 부피는 실제 부피보다 크게 측정된 것이다. M과 V는 반비례하므로, 몰질량의 이론값보다 작은 측정값이 나올 것이다.

자연과학| 2021.03.31| 2페이지| 2,000원| 조회(275)

몰, 측정, 결과, 몰 질량, 화학 및 실험

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A 몰질량 측정 예비레포트

1. Title : 몰질량 측정2. Date : 2020/11/053. Purpose : 이상기체 상태 방정식을 이용해서 쉽게 증발하는 기체 의 몰질량을 결정한다.4. Theory(실험이론내용)원자나 분자는 매우 작은 입자이기 때문에 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그래서 원자나 분자의 질량을 나타내기 위해서 상대적인 방법을 사용한다. 즉, 질량수 12인 탄소의 원자 몰 질량을 12라고 정의하고, 이 동위 아보가드로 수 만큼의 원자 또는 분자를 1몰이라고 정의한다. 따라서 분자의 몰 질량도 1몰에 해당하는 분자의 질량을 탄소원자 1몰의 질량과 비교하여 결정한다.분자의 몰 질량을 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 그 중에서도 가장 간단하게 몰 질량을 측정하는 방법은 기체의 상태 방정식을 이용하는 것이다. 대부분의 기체는 상온, 상압에서 이상기체 상태 방정식을 만족하기 때문에 기체의 부피, 온도, 압력과 함께 용기를 가득 채우는데 필요한 몰의 질량 W를 측정하면 이상기체 상태 방정식으로부터 몰질량 M을 구할 수 있다.M= {WRT} over {pV}5. instruments & Reagents(도구,시약)A. 실험 기구 : 100mL 둥근 바닥 플라스크(round-bottom flask) 또는 삼각 플라스크(Erlenmeyer flask), 500mL 비커(beaker), 10mL 눈금 피펫(measuring pipet), 바늘(needle), 온도계(thermometer), 가열기(gas burner or hot plate), 스탠드, 클램프, 링 또는 삼각대 (stand with base, burette clamp, ring with clamp or single ring tripod) (링 대신에 삼각대를 사용하면 더 안전하며, hot plate를 사용하면 링이나 삼각대를 사용하지 않아도 된다.), 쇠그물망(wire heating pad), 화학 저울(chemical balance), 알루미늄박(aluminum foil), 종이수건, 50mL 눈금 실린더(graduated cylinder), 면장갑(cotten gloves)B. 시약 :CH _{3} COOCH(CH _{3} ) _{2} (isopropyl acetate),(CH _{3} ) _{2} CHOH (2-propanol, isopropyl alcohol),CH _{3} COOC _{2} H _{5} (ethyl acetate)위 3개의 시료 중 하나 또는 둘을 골라서 사용한다.6. Procedure(과정)1) 깨끗하게 씻어서 말린 100mL 둥근 플라스크에 알루미늄박으로 뚜껑을 만들어 씌우고, 바늘로 작은 구멍을 뚫는다. 구멍의 크기는 작을수록 좋다.2) 뚜껑을 덮은 플라스크의 무게를 화학저울을 사용해서 정확히 측정한다.3) 플라스크에 약 3mL의 액체 시료를 넣고 뚜껑을 다시 막고 스탠드에 고정시킨다.4) 500mL비커에 물을 절반 정도 채우고 끓을 때까지 가열한다.5) 플라스크를 비커의 바닥에 닿지 않도록 물 속 깊이 넣는다.6) 끓는 물의 온도와 대기압을 측정하고, 플라스크 속의 액체가 모두 기화할 때까지 기다린다. 플라스크를 비커에서 꺼내면 안 된다. 뚜껑에 뚫린 구멍을 옆에서 자세히 관찰하면 빛의 산란 때문에 기체가 새어나오는 것을 관찰할 수 있다.(휴대용 전지를 사용하면 좋다.)7) 플라스크의 액체가 모두 기화하면 잠시 기다린 후에 플라스크를 끓는 물에서 꺼내 식힌다. 플라스크는 매우 뜨거우므로 손으로 만지지 않는다.8) 플라스크 바깥에 묻은 물을 거름종이를 사용해서 완전히 닦아낸다.9) 완전히 말린 플라스크의 무게를 다시 측정한다.10) 플라스크를 깨끗하게 씻은 후에 증류수를 가득 채우고, 눈금실린더를 사용해서 증류수의 부피를 측정하고 이 값을 이용해서 플라스크의 부피를 계산한다.11) 시간이 허용되면 위의 실험을 한 번 더 반복한다.7. Reference(참조)1) 몰 질량[ Molar mas ]어떤 물질 1몰의 질량으로, 아보가드로수 만큼에 해당하는 원자 또는 분자의 질량을 말한다. 몰 질량의 국제단위계 단위는 kg/mol이나, 주로 g/mol를 사용한다. 원자의 몰 질량은 원자 질량에 원자 질량 단위(amu) 대신 몰 질량 단위 g/mol를 붙이거나, 분자의 몰 질량은 분자를 구성하는 원자들의 원자량의 합인 분자량에 몰 질량 단위 g/mol를 붙이면 된다.[네이버 지식백과] 몰 질량 [Molar mas] (두산백과)2) 이상기체[ ideal gas, 理想氣體 ]이상기체는 임의 온도와 압력 아래에서 다음 가정들로부터 유도되는 관계를 따른다.(1) 어떤 한 기체는 많은 동일한 분자들로 구성된다. '많다'라는 표현은 개개의 분자들의 경로를 추적할 수 없다는 것을 의미한다.(2) 분자들은 뉴턴의 운동법칙을 따른다.(3) 분자 자체만의 총 부피는 기체 전체가 차지하는 부피 중에서 무시할 수 있을 만큼 작은 부분이다. 즉, 분자 자체의 부피는 무시한다.(4) 모든 분자의 운동은 무작위적(random)이다. 즉, 각각의 분자들은 각각의 운동방향과 속력을 가지고 운동한다.(5) 분자들은 서로 상호작용하지 않으며, 분자와 용기 벽면의 충돌은 완전탄성충돌이라 가정한다.이러한 가정하에서는 기체의 상태변화를 기술하는 것이 비교적 간단하다. 그래서 열역학에서는 실제기체를 대상으로 이상적인 고찰을 하는 경우가 많다. 그러나 실제기체는 구성분자의 부피가 0이 아니고, 분자끼리 상호작용을 하므로 위 이상기체의 가정과는 다르게 움직인다. 하지만 압력이 충분히 낮고 온도가 높은 경우에는 실제기체도 이상기체와 비슷한 현상을 나타낸다. 실제로 대기압(대기압은 약 1기압이며 이는 충분히 낮은 압력으로 간주할 수 있다)에서 많은 기체가 이상기체와 유사한 움직임을 보이므로 실제기체를 표현하는데 이상기체의 법칙을 이용해도 큰 무리가 없지만, 정확한 연산을 위해 반데르발스 상태방정식을 이용하기도 한다.[네이버 지식백과] 이상기체 [ideal gas, 理想氣體] (두산백과)3) 이상기체상태방정식[ ideal gas equation , 理想氣體狀態方程式 ]이상기체란 계를 구성하는 입자의 부피가 거의 0이고 입자간 상호 작용이 거의 없어 분자간 위치에너지가 중요하지 않으며 분자간 충돌이 완전탄성충돌인 가상의 기체를 의미한다. 이상기체 상태방정식이란 이러한 기체의 상태량들 간의 상관 관계를 기술하는 방정식이다. 압력, 부피, 온도를 각각 P, V, T라고 할 때 PV=nRT로 나타나며 이 때 n은 기체의 몰수이고, R은 기체 상수를 의미하며 8.3143 m3·Pa·K-1·mol-1의 값을 가진다.보일의 법칙온도가 일정할 때 기체의 압력과 부피는 서로 반비례 관계에 있다. 즉 압력을 2배, 3배로 키울 때 부피는 1/2, 1/3이 된다. 이는 1662년 영국의 과학자 로버트 보일이 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 조사하여 알아낸 결과로써 이상기체 상태방정식에서 P=nRT/V=상수/V로 표현된다.

자연과학| 2021.03.31| 4페이지| 2,000원| 조회(128)

몰, 측정, 몰 질량, 화학 및 실험

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산화-환원 적정 과망간산법 예비레포트

1. Title : 산화-환원 적정 : 과망간산법2. Date : 2020/11/183. Purpose : 산과 염기의 중화 반응을 이용해서 산이나 염기의 농도 를 측정한다.4.Theory(실험이론내용)분자는 양전하를 가진 원자핵들 주위에 음전하를 가진 전자가 구름처럼 분포하고 있는 구조로 되어있다. 분자를 둘러싸고 있는 전자는 분자의 종류에 따라서 쉽게 떨어져 나갈 수 있는 경우도 있고, 그렇지 않은 경우도 있다. 그러므로 서로 다른 종류의 분자들이 서로 가까이 다가오게 되면 한 분자로부터 다른 분자로 전자가 옮겨가는 화학반응이 일어날 수 있다. 이처름 분자 사시에 전자가 옮겨가는 반응을 산화-환원 반응이라고 한다. 이반응에서 전자를 잃어버리는 분자는 산화되었다고 하고, 그 전자를 받아 들이는 분자는 환원되었다고 한다. 전자를 내어주어서 다른분자를 환원시키는 분자를 환원제(또는 전자주개)라고 하고, 전자를 받음으로써 다른 분자를 산화시키는 분자를 산화제(또는 전자받게)라고 한다.철(Fe)이 공기 중의 산소와 반응해서 산화철(Fe2O3)이 되는 경우에 철은 전자를 내어줌으로써 산소를 환원시키고 자신은 산화된다. 석탄의 탄소나 휘발유의 탄화수소가 공기 중의 산소와 결합하여 이산화탄소와 물이 만들어지는 반응이나, 녹색 식물의 잎에서 탄화수소가 공기중의 산소와 결합하여 이산화탄소와 물이 만들어지는 반응도 모두 산화-환원반응이다.산화-환원 반응은 산-염기 반응과 마찬가지로 정량적으로 일어나기 때문에 시료의 농도를 알아내는 부피분석법으로 활용될 수 있다. 농도를 정확하게 알고 있는 산화제 또는 환원제의 표준용액으로 시료를 완전히 산화 또는 환원시키는데 필요한 양을 측정하면 시료에 들어 있는 물질의 농도를 알아낼 수 있다.산화-환원 적정의 종말점은 여러 가지 방법으로 알아낼 수 있다. 일반적으로 화합물이 산화되거나 환원될 경우에는 색깔이 변화하는 경우가 많기 때문에 사용한 산화제나 환원제의 색깔 변화로부터 종말점을 직접 알아 낼 수 있는 경우도 있고 산-염기 적정에서처럼 지시약을 사용하기도 하며, 전기적인 방법을 사용하기도 한다.과망간산칼륨(KMnO4)은 순수한 상태로 얻기가 어렵고 대부분의 경우에 소량의 이산화망간이 들어있어서 옥살산나트륨, 옥살산, 산화비소(III), 순수한 철, 모어염과 같은 일차표준물질로 표준화해야만 한다.옥살산 나트륨을 과망간산칼륨과 다음과 같이 반응한다.2MnO _{4}^{-} `+`5C _{2} O _{4}^{2-} `+`16H ^{+} `->`2Mn ^{2+} `+`10CO _{2} `+`8H _{2} O과망간산칼륨은 산성과 염기성 용액에서 모두 사용할 수 있지만, 산성용액에서 사용하는 경우가 더 많다. 산성용액에서 MnO4-이온은 Mn2+이온으로 환원되면서 시료를 산화시킨다. 산성용액에서 과산화수소와 과망간산칼륨을 반응시키면 다음과 같은 산화-환원 반응이 일어나면서 MnO4-의 짙은 자주색이 사라진다.즉, 과망간산 이온과 과산화수소는 2:5의 비로 반응하며, 용액 속의 과산화수사가 모두 산화되어 Mn2+이온이 된 후에는 용액 속에 과망간산 이온의 엷은 자주색이 나타나게 되어서 종말점 결정에 이용할 수 있다.2MnO _{4}^{-} `+`5C _{2} O _{2}^{} `+`6H ^{+} ` rarrow `2Mn ^{2+} `+`5O _{2} `+`8H _{2} O5. instruments & Reagents(도구,시약)A. 실험 기구 : 100ml 부피플라스크, 250ml 삼각플라스크, 10ml 피펫, 갈색 시약병, 온도계, 50ml 뷰렛, 물중탕 용기와 가열판, 화학 저울, 눈금 실린더B. 시약 : 0.02M KMnO4 표준용액, 옥살산 나트륨,H _{2} SO _{4},3%`H _{2} O _{2}6. Procedure(과정)실험A. 과망간산 칼륨 용액의 표준화① 순수한 옥살산나트륨 약 0.7g의 무게를 화학저울로 정확하게 측정해서 100ml 부피플라스크에 넣고 소량의 증류수로 완전히 녹인 후에 눈금까지 증류수를 채우고 잘 섞어서 표준용액을 만든다.② 피펫으로 표준용액 10ml를 정확하게 취해서 250ml 삼각플라스크에 넣고 60ml의 증류수와 1:1황산 5ml를 넣어준다.③ 삼각플라스크를 온도가 70~80도 정도인 물중탕에 넣어서 잘 흔들어주면서 과망간산 칼륨 표준 용액이 담긴 뷰렛을 이용해서 적정한다. 과망간산칼륨을 너무 빨리 넣지 않도록 한다. 삼각플라스크를 흔들어주면 과망간산칼륨의 엷은 자주색이 없어진다. 그러나 종말점이 가까워지면 색깔이 없어지는 시간이 점점 길어질 것이다. 과망간산 칼륨용액 한방울을 넣어서 엷은 자주색이 30초 이상 남아있으면 종말점으로 한다.실험B. 과산화수소 용액의 정량① 3% 과산화수소 수용액 5ml를 정확하게 측정해서 100ml 부피플라스크에 넣고 증류수를 눈금까지 채운다.② 이 용액 10ml를 정확하게 취해서 250ml 삼각플라스크에 넣고 용액의 부피가 약 100mL가 되도록 증류수로 묽힌 다음 1:1황산 10ml를 넣는다.③뷰렛에 0.02M KMnO4 표준용액을 넣고, 상온에서 삼각플라스크를 잘 흔들어주면서 적정한다. 실험 A와 같은 방법으로 종말점을 결정한다.7. Reference(참조)과망가니즈산칼륨 [ potassium permanganate ]분자식 KMnO4. 비중은 2.703이며 녹색 광택이 나는 적자색의 냄새가 없는 결정이다. 단맛이 있으나 수렴미(收斂味)가 남는다. 공기 중에서는 안정하고 물에 잘 녹는데, 용해도는 100g의 물에 0℃일 때 2.83g, 10℃일 때 6.15g, 75℃일 때 32.35g이다. 200℃로 가열하면 산소를 발생하며 망가니즈산칼륨과 이산화망가니즈가 되고, 다시 삼이산화망가니즈가 된다. 또 진한 용액에 강한 알칼리용액을 작용시켜도 산소를 발생하며, 용액은 망가니즈산칼륨 K2MnO4가 되어 녹색으로 변한다. 염산과 반응하여 염소를 발생하고, 진한 황산에 의하여 폭발을 일으키므로 위험하다.망가니즈산칼륨을 염소 또는 이산화탄소로 산화시키거나, 격막을 써서 전기분해하여 양극에 생긴 용액을 농축하여 냉각시키면 결정으로서 얻어진다. 산화제로 쓰이는데, 용액의 산성·중성·알칼리성에 따라 산화하는 모양이 달라지며, 산성인 경우가 산화력이 강하여 응용 범위도 넓다. 과망가니즈산염의 적정, 유기합성, 살균소독, 표백제 등의 원료로 사용된다.[네이버 지식백과] 과망가니즈산칼륨 [potassium permanganate] (두산백과)옥살산나트륨 [ sodium oxalate ]옥살산이나트륨 또는 수산(蓚酸)나트륨이라고도 한다. 화학식 Na2C2O4. 흰색의 결정성 가루이며, 분자량 134.0이다. 물에는 조금 녹지만, 에탄올과 에테르에는 녹지 않는다. 가열하면 400℃ 이상에서 일산화탄소를 방출하고 분해하여 탄산나트륨이 된다. 옥살산의 수용액에 탄산나트륨 또는 수산화나트륨을 가하면 생긴다. 피혁의 무두질제(劑) 등으로 사용된다.[네이버 지식백과] 옥살산나트륨 [sodium oxalate] (두산백과)과산화 수소 [ 過酸化水素 , hydrogen peroxide ]순수한 것은 무색 유상의 액체. H2O2. 녹는점 －0.89℃, 끓는점 151℃(100℃에서 분해한다), 비중 1.46이다. 1818년 프랑스의 화학자 L. J. 테나르에 의해서 과산화바륨과 염소로부터 처음으로 만들어졌다. 공업적으로는 황산수소 암모늄의 수용액에 전기분해 촉진제를 첨가해서 전기 분해하여 양극산화(陽極酸化)에 의해 과산화이황산 암모늄의 수용액을 만들고, 이것에 다시 황산을 첨가해서 감압 증류하여 진한 용액을 만든다. 실험실에서는 저온에서 금속 과산화물에 산을 조금씩 첨가하여 분해시킨다. 물에 극히 잘 녹으며, 수용액은 2염기산으로서 약간 해리(解離)하여 산성을 띤다. 진공 속에서 증류할 수 있으나 불순물이 존재하면 폭발한다. 과산화수소는 효소(酵素)인 카탈라아제 또는 과산화효소에 의해 분해된다. 카탈라아제는 동식물계에 널리 분포하여, 대사(代謝) 과정에서 생기는 유해한 과산화수소를 분해하여 산소로 만들고, 그 산소를 다시 산화작용에 제공하는 역할을 한다. 30~35%의 수용액으로서 시판된다. 우리나라 약전의 옥시돌은 3% 수용액 표백제, 로켓 연료(고농도의 것), 살균 소독제로 사용된다.

자연과학| 2021.03.31| 4페이지| 2,000원| 조회(209)

산화, 과망간산, 환원, 화학 및 실험

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A 생활 속의 산-염기 분석 결과레포트

8. Result식초분석1회 2회1) 식초의 무게 9.63g 9.27g2) NaOH 표준 용액의 농도 0.5 M3) 소비된 NaOH의 부피 21mL 19.9mL4) 소비된 NaOH의 몰수 0.0105mol 0.00995mol1회차 :0.021L TIMES 0.5M(mol/L)`=`0.0105`mol 2회차 :0.0199L TIMES 0.5M(mol/L)=0.00995mol5) 식초의 몰수 0.0105mol 0.00995mol아세트산과 NaOH는 1:1로 반응하므로, 소비된 식초의 몰 수 = NaOH의 몰수6) 아세트산의 질량 0.631g 0.597g아세트산 질량 = 식초의 몰 수TIMES 아세트산의 몰질량1회차 : 0.0105molTIMES 60.05g/mol = 0.631g2회차 : 0.00995molTIMES 60.05g/mol = 0.597g7) 식초의 순도 6.55% 6.44%식초의 순도 ={아세트산의`질량} over {식초의`무게} TIMES `100(%)1회차 :{0.631g} over {9.63g} TIMES `100(%) = 6.55% , 2회차 :{0.597g} over {9.27g} TIMES `100(%) = 6.44%8) 오차실험할 때 제품의 순도를 보지 못해서 비교를 할 수가 없다. 하지만 가장 일반적인 식초 제품을 조사해본 결과 순도가 6～7 %로 실험값인 6.44%와 유사한 것으로 나타났다.9. Discussion(1) 실험 의의 및 주요이론식초 화학 반응식 :CH _{3} COOH``+`NaOH```->`CH _{3} COONa``+`H _{2} O 중화반응 반응식에 의해 식초, NaOH는 1:1의 몰 비율로 반응하게 된다.소비된 NaOH 몰수는 NaOH농도(0.5M)TIMES 소비된 NaOH의 부피(L단위)이고 이는 곧 ‘식초의 몰수’이다.아세트산의 질량은 정해진 아세트산 분자량(60.05g/mol)TIMES 식초의 몰수이고식초의 순도는 (아세트산 질량/ 식초의 무게)TIMES 100(%)의 값이다.이 실험은 중화적정을 이용하여 식초의 산도를 구하는 실험이다. 지시약(측정도구)으로는 페놀프탈레인을 사용했다. 이 실험은 약산과 강염기의 반응이므로 종말점은 PH 7보다 클 것으로 예상, 페놀프탈레인 용액은 PH 8,9에서 변색을 하는 용액이라서 이것을 지시약으로 사용한다.(2) 실험 오차 요인실제 식초의 순도보다 약간 차이가 났을 뿐 아니라 고르지 않게, 똑같이 측정되지 않았다. 오차의 요인으로는 뷰렛으로 한방울씩 NaOH를 넣을 때, 삼각플라스크의 옆면에 묻게 되는 경우가 있었다. 이렇게 되면 삼각플라스크의 옆면에 수산화나트륨이 남게 되어 뷰렛에서 줄어든 눈금만큼 정확하게 삼각플라스크에 가지 않고, 소비된 NaOH의 부피가 실제보다 많이 나오고, 몰수도 많게 나오고, 식초의 순도 또한 실제보다 높게 나타나게 된다. 이는 식초의 순도 값이 높게 나오게 하는 원인 중 하나이다. 또한 불순물이 포함되어 있을 수도 있다. NaOH 용액을 너무 급하게 넣은 것도 원인 일 수 있다. 페놀프탈레인 용액은 PH 8,9에서 색이 변하기 때문에 용액이 분홍색으로 변했을 때는 이미 중성인 PH 7을 넘어간 뒤다. 따라서 중성이 아닌 염기쪽으로 조금 치우친 중성 아닌 중성 상태였기에 식초의 순도에 오차가 생겼다. 마지막으로, 온도에 따라 중성의 PH값이 달라지게 되는데 실험실이 실온보다 낮은 온도였기에 오차가 발생했을 수 있다. 그리고 실험을 두 번밖에 하지 못한 것이 오차율을 높인 큰 원인일 것이다.(3) 오차의 해결1) 종말점의 판정을 더 정확히 내릴 수 있는 지시약을 사용한다.2) 손으로 흔드는 것이 아닌 기계적인 방법으로 시약들을 더 확실히 섞이게 한다.3 실험실 온도를 실온으로 맞춘다.4) 시약 계측을 최대한 정확하게 한다.5) 뷰렛으로 적정시에 수산화나트륨이 삼각플라스크 벽면에 묻지 않도록 주의한다.6) 실험 횟수를 늘린다.(4) 생각해볼 사항-적정에서의 가능한 불확실도의 요인을 생각해 보아라.① 질량-저울의 교정과 반복성② 질량-공기의 영향으로 인한 부력③ 온도의 영향④ 질량을 잰 물질의 순도⑤ 물질의 분자량⑥ 천연 불순물 즉, 염기 안의 다른 염기⑦ 부피 측정용 유리기구의 불확실도⑧ 종말점 발견⑨ 공기중에서CO _{2} 흡수-추가 참고자료PHpH는 용액의 산성도를 가늠하는 척도로서 수소이온농도의 역수에 상용로그를 취한 값이다. 또는 수소이온농도의 상용로그 값에 마이너스를 붙여서 구할 수도 있다.

자연과학| 2021.03.31| 3페이지| 2,000원| 조회(504)

분석, 생활, 산, 염기, 화학 및 실험

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생활 속의 산-염기 분석 예비레포트

1. Title : 생활 속의 산-염기 분석2. Date : 2020/11/123. Purpose : 산과 염기의 중화 반응을 이용해서 산이나 염기의 농도 를 측정한다.4.Theory(실험이론내용)산과 염기는 서로 대립적인 특징을 가지고 있고, 산과 염기를 혼합하면 물과 염이 생성되는 중화반응이 일어난다. 부식성이 강한 수산화나트륨 수용액에 역시 부식성이 강한 염산을 적당히 넣어주면 염화 나트륨이 만들어져 산과 염기의 부식성이 모두 없어져 버린 소금물이 되는 바로 그런 중화 반응의 예이다.HCL`+`NaOH`````` rarrow ```NaCl`+`H _{2} O산과 염기의 중화 반응은 매우 빠르고, 화학량론적으로 일어나기 때문에 중화 반응을 이용해서 수용액 속에 녹아있는 산이나 염기의 농도를 정확하게 알아낼 수 있다. 이런 실험을 산-염기 적정이라고 부른다. 본 실험에서 사용되는 산 염기 반응은 초산과 수산화 나트륨의 중화 반응인CH _{3} COOH`+`NaOH`````` rarrow ````CH _{3} COONa``+`H _{2} O와 진통제로 널리 사용되는 아스피린의 원료인 살리실산 아세틸과 수산화나트륨의 중화반응인C _{6} H _{4} (OCOCH _{3} )COOH``+`NaOH`````` rarrow ````C _{6} H _{4} (OCOCH _{3} )COONa``+`H _{2} O와 먹는 제산제인 식용 소다(탄산수소 나트륨,NaHCO _{3}) 또는 수산화 마그네슘(Mg(OH) _{2}) 또는 이수산화 알루미늄 탄산 나트륨(NaAl(OH) _{2} CO _{3} ) 등의 약염기성 물질이 쓰이는 중화반응인NaHCO _{3} `+`H`Cl````` rarrow ````NaCl``+`H _{2} O```+`CO _{2}Mg(OH) _{2} `+`2H`Cl````` rarrow ````MgCl _{2} ``+`2H _{2} O`NaAl(OH) _{2} CO _{3} `+`4H`Cl````` rarrow ````NaCl``+`AlCl _{3} ``+`3H _{2} O```+`CO _{3}의 여러 가지 산화-환원 반응을 이용하여 생활 속에서 사용되는 산의 농도를 알아내는 실험을 하게 된다. 당량점에서는 농도와 부피 사이에N _{A} `` BULLET V _{A} ````=`N _{B} ` BULLET V _{B}의 관계가 성립되고, 이를 이용해서 분석 대상 물질의 농도를 계산할 수 있다.5. instruments & Reagents(도구,시약)A. 실험 기구 : 250 mL 삼각 플라스크(Erlenmeyer flask), 25 mL 뷰렛(buret), 스탠드와 뷰렛 클램프(stand and buret clamp), 화학 저울(chemical balance), pH 미터(pH meter), 막자사발(mortar and pestle), 가열판과 자석 젓개(hot plate with magnetic strrer)B. 시약 : 식용 식초(vinegar), 아스피린 정제(aspirin tablet), 식용 소다 또는 제산제(baking powder or antacid), 0.5M NaOH 표준 용액(sodium hydroxide standard solution), 0.5M HCL 표준 용액(hydrochloric acid standard solution), 페놀프탈레인 지시약(phenolphthalein indicator)6. Procedure(과정)실험A. 식초 분석1) 시판되고 있는 식초 10.00mL를 피펫으로 정확 하게 취해서 250mL 삼각플라스크에 넣고 무게 를 잰다.2) 약 40mL의 증류수를 넣은 다음에 페놀프탈레인 지시약 2~3방울을 넣는다.3) 뷰렛에 0.5M 표준 용액을 넣고 적정한다. 페놀프탈레인의 분홍색이 나타나 기 시작하면 용액을 조금씩 넣어주면서 용액을 잘 저어준다. 분홍색이 30 초 이상 지속된 후 없어지면 한 방울을 더 넣어주고 종말점으로 여긴다.4) 실험을 한 번 더 반복한다.5) 시간이 있으면 같은 실험을 pH미터를 사용해서 반복한다. 용액을 1mL씩 넣으면서 넣어준 용액의 부피와 pH를 기록하고, pH가 급격하게 변하기 시 작하면 용액을 소량씩 넣으면서 pH를 측정한다.실험B. 아스피린 분석1) 아스피린 4~5알을 막자사발에 갈은 다음에 약 2g을 0.001g까지 정확하게 달아서 250mL 삼각플라스크에 넣는다.2) 약 50mL의 증류수를 넣고 아스피린이 완전히 녹도록 흔들어준다.3) 페놀프탈레인 지시약 2~3방울을 넣고 0.5M 표준용액으로 적정한다.4) 실험을 한 번 더 반복한다.5) 가능하면 같은 실험을 pH미터를 사용해서 반복한다.실험C. 제산제 분석1) 시판되는 제산제를 막자사발에 갈은 다음 약 1g을 0.001g까지 정확하게 측 정해서 250mL 삼각플라스크에 넣는다.2) 0.5M 표준용액 40mL를 피펫으로 정확하게 측정해서 넣고, 가열기를 이용 해서 천천히 가열한 다. 용액이 끓어서 튀어나가지 않도록 조심해야 한다.3) 제산제가 완전히 녹은 후에 가열한 용액을 실온 으로 식히고 페놀프탈레인 2~3방울을 넣는다.4) 0.5M 표준 용액으로 적정한다.5) 실험을 한 번 더 반복한다.6) 가능하면 같은 실험을 pH미터를 사용해서 반복한다.7. Reference(참조)1) 중화적정[ neutralization titration , 中和滴定 ]산 또는 염기의 표준용액을 사용하여 농도를 알 수 없는 염기 또는 산을 적정함으로써 정량분석(定量分析)하는 방법이다. 화학반응 중에서 중화반응은 매우 신속하게 진행되고, 산염기 지시약에 의해서 중화점을 쉽게 알 수 있기 때문에 산 또는 염기를 정량할 수가 있다. 산의 표준용액을 사용하여 염기를 적정하는 염기적정과, 염기 표준용액을 사용하여 산을 적정하는 산적정이 있으며, 산염기적정이라고도 한다. 산의 표준용액으로는 염산 또는 황산을 사용하고, 염기의 표준용액으로는 수산화나트륨 또는 수산화바륨 등을 사용한다.[네이버 지식백과] 중화적정 [neutralization titration, 中和滴定] (두산백과)2) 당량점[ equivalence point , 當量點 ]당량점은 중화반응을 포함한 모든 적정에서 적정당하는 물질과 적정하는 물질사이에 양적인 관계를 이론적으로 계산해서 구한 점을 말한다. 적정에서 시료에 대해 화학량론적으로 당량의 표준시약이 첨가된 점으로, 실험적으로 검출된 종말점과 반드시 일치하지는 않는다.[네이버 지식백과] 당량점 [equivalence point, 當量點] (두산백과)3) 종말점[ end point , 終末點 ]적정(滴定)이 끝나는 지점을 뜻하며, 실험자가 정량할 물질에 대하여 당량점에 도달한 양의 적정액이 가해졌다고 판단하고 적정을 멈추는 지점을 말한다.[네이버 지식백과] 종말점 [end point, 終末點] (두산백과)4) 역 적정 [ 逆適定 , back titration ]용량 분석에서의 적정법의 하나. 시료 용액에 표준액의 일정 과잉량을 가하여 충분히 반응시킨 후, 반응 나머지 표준액을 별도의 표준액으로 적정하여 문제의 성분량을 간접적으로 구하는 적정. 예를 들면, 농도를 모르는 수산화칼륨 10ml와 농도 1mol의 염산 20ml를 가하여 혼합액이 산성을 띠게 한다. 이 혼합액 속에 과잉의 산의 양을 측정하기 위하여 1mol의 수산화나트륨 용액을 중화될 때까지 적정을 한다. 이 중화점에 이르기까지에 소요된 수산화나트륨의 부피가 10ml였다고 하면 20~10＝10ml, 즉 1mol의 염산 10ml는 원래의 수산화칼륨 10ml속의 염기 총량에 해당하게 되는 것이다. 즉 수산화칼륨의 농도가 1mol인 것을 알 수 있다. 산과 염기의 중화, 산화·환원, 침전의 생성·소거를 이용하는 경우와 공업상 원유의 비누화값을 산출할 때 등에도 사용된다.[네이버 지식백과] 역 적정 [逆適定, back titration] (화학용어사전, 2011. 1. 15., 화학용어사전편찬회, 윤창주)5) 브뢴스테드-로우리의 산 염기 정의[Brønsted?Lowry acid-base theory ]1923년 덴마크의 화학자 요하네스 니콜라우스 브뢴스테드와 영국의 화학자 토머스 마틴 로우리가 독자적으로 발표한 산과 염기에 관한 정의. 산은 양성자(H+)를 주는 물질이며 염기는 양성자(H+)를 받는 물질이라는 이론이다.

자연과학| 2021.03.31| 4페이지| 2,000원| 조회(217)

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