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양이온의 정성분석 A+ 예비,결과,토의까지

양이온의 정성분석양이온의 정성분석1. 서론목적: 양이온의 화학적 성질과 그 상호간의 분리 및 확인법을 학생들에게 익히도록 함양이온의 정성분석이란 단일물질 또는 혼합물질의 조성 중 양이온 성분을 화학적안 성질이용해서 검출하는 것.특히 혼합물을 분석할 경우, 계통적인 실험법요구됨①습식법: 검출물을 적당한 용매에 녹여 용액으로 만든 후 여러가지 시약을 가하여 화학반응을 시키고 각 성분 이온으로 분리한, 후 확인반응을 통하여 검출.②건식법: 필요에 따라서 불꽃반응과 같은 고온에서의 물질의 특성을 이용또한 취급하는 성분의 함량에 따라서 ①성량분석(0.1g),②반미량 분석(0.01~0.1g),③미량분석(0,001~0.01g),④초미량 분석(0.001g 이하)으로 분류됨. 여기서는 반미량 분석법을 채택함. 양이온의 화학적 성질과 그 상호가의 분리 및 확인법을 학생들에게 익히도록 하는데 그 목적을 두고 있음.1. 양이온의 분족원리이 실험에서는 H2S분석법에 따라서 약 20여종의 양이온을 표35-1에서와 같이 6개의 족으로 나누고 각 족을 다시 성분 이온별로 분리한 뒤 확인실험을 통하여 검출함.(1)제 1족(Ag+,Pb2+,Hg22+)분족 시약으로 HCL 도는 NH4CL을 가하여 수용액 및 묽은 산성에서 난용성 염화물을 형성하게 하여 다른 이온들과 분리함(2)제 2족황화물의(NH4)2S2의 용해도에 따라녹지 않음:구리족(Cu2+,Cd2+,Bi2+,Pb2+,Hg2+)녹음:주석족(Sn2+4+,Sb3+.5+,As3+.5+)분족 시약으로 H2S를 사용하되 0.3N HCl산성에서 황화물 침전을 형성하게 하여 다른 이온과 분리함.(3)제 3족(Fe2+.3+,Al3+,Cr3+)제 3족 이온들은 물에 녹고 산성에서 H2S로 침전되지 않으나 NH4+ 이온 공존 하에서 NH4OH로 침전되어 다른 이온들과 분리.(4)제 4족(Mn2+, Zn2+,Ni2+,Co2+)암모니아 알칼리성에서 H2S로 난용성의 황하물을 형성하여 침전되므로 다른 이온들과 분리(5)제 5족(Ba2+,Ca2+,Sr2+)NH4O 1mL에 d-HCl을 가하여 침전을 완결시키고, 원심 분리하여 생긴 침전을 5개의 시험관에 나눈 다음,㉠ 온수를 가하여 녹는가 보아라㉡ c-NH4OH 2~3방울을 가하여 녹는가 보고, 녹으면 페놀프탈레인 1방울을 가하고, 다시 d-HNO3로 빨간색이 없어질 때까지 가하였을 때, 다시 흰색 침전이 생기는가를 보아라.㉢ c-NH4OH 2~3방울을 가하여 녹인 다음, d-NaOH와 HCHO 1방울씩을 가하여 가열해 보아라㉣ 0.2M KCN 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라㉤ c-HCl 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.② AgNO3 연습액 1mL에 d-HCl을 가하여 침전을 완결 시킨 후, 원심 분리하여 생긴 침전을 3개의 시험관에 나눈 다음,㉠ c-NaOH를 더 가하여 녹는가 보아라.㉡ d-NH4OH 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.㉢ d-HNO3 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.(2)Pb2+의 확인① Pb(NO3)2 연습액 1mL에 d-HCL을 가하여 침전을 완결 시킨 후, 원심 분리하여 생긴 침전을 3개의 시험관에 나눈 다음㉠ 온수를 가하여 녹는가 보아라.㉡ c-HCl 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.㉢ c-NH4OH 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.② Pb(NO3)2 연습액 1mL에 0,2MK2CrO4를 가하여 침전을 완결 시킨 후, 원심 분리하여 생긴 침전을 3개의 시험관에 나눈 다음㉠ d-HC2H3O2 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.㉡ c-HNO3 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.㉢ d-NaOH 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.③ Pb(NO3)2 연습액 1mL에 d-H2SO4을 가하여 침전을 완결 시킨 후, 원심 분리하여 생긴 침전을 3개의 시험관에 나눈 다음㉠ c-HCl 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.㉡ c-H2SO4 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.㉢ 3M NH4(C2H3O2) 2~3방울을 가하여 녹는가 보아라.(3)Hg2+의 확인Hg2(NO3)2 연습액 1mL에 d-HCl을 가하여 생긴 침전을 완결 시킨 후, 원심 분리하여 생긴(定性分析)은 무기 화합물의 원소 조성을 알기 위해 사용하는 방법. 이 방법은 주로 수용액에 포함된 이온을 분석할 수 있기 때문에, 다른 상태로 존재하는 물질은 정성분석을 하기 위해 수용액 상태로 만들어야함. 그 다음에, 용액에 여러 시약을 넣어서 용액 속의 이온과 화학 반응을 시킴. 그 결과 색이 변하거나, 앙금이 생성되는 등의 변화를 보면 수용액에 어떤 이온이 들어있는지 알 수 있음.[네이버 지식백과]2,습식법용액 중의 화학 반응에 기초한 화학분석법. 습식 분석법이라고도 함. 보통은 중량분석, 용량분석, 습식 정성분석으로 대표되는 분야를 지칭함. 용액 안의 화학 반응은 종류가 많고 조작도 일반적으로 쉬우므로 대부분의 화학조작은 습식법으로 행함.[네이버 지식백과]3.건식법중요한 화학반응을 용액내 반응에 의하지 않고 하는 화학조작. 이를테면 건식법에 의한 화학분석인 경우는 불꽃색 반응, 개관 및 개관시험, 용구반응, 정성원소분석의 일부 등을 의미하고 기기분석법 등은 포함하지 않는 경우가 많음.[네이버 지식백과]4.분족원리복잡한 화학 조성을 가진 혼합 시료 중에 분족 시약을 첨가, 화학적으로 근사한 성질을 가진 집단으로 분할하는 것. 이렇게 하여 분할된 제1집단에 다시 분족 시약을 첨가하여 분할을 반복하면 집단 중의 이온종, 분자종은 1~2개로 감소시킬 수 있으므로 그것에서 확인 반응을 실시함. 이것이 혼합물을 계통적으로 분석하는 경우의 정통적인 방법임.예를 들면 황화수소법에 의한 양이온의 계통적 정성 분석, 유기 화합물에 대한 용해도 시험 등은 그 좋은 예이다. 특히 무기 양이온의 분석 화학적인 족은 주기율표의 족과 밀접한 관계에 있고, 분족의 일군이 전부 주기율표와 같은 족에 속하는 것이 있음. 그러나 주기율표에 나타나 있는 원소의 일반 화학적 거동에 의해 반드시 분족되는 것은 아님. 주기율표 세로의 각 족 원소간의 관계를 족관계라 하는데, 이 분족과 주기율표의 족과의 관계 혹은 분석 화학적인 각 분족간의 관계를 족관계라 하는 일도 있음. 이 족관계는 이온의과]6. Ag명칭은녹는점녹는점 961.78℃주기율표 위치11족 5주기 전이금속끓는점2162℃윈소기호Ag밀도10.49 g/cm3원자량108g/mol사진회백색의 광택이 있고 공기나 물과 쉽게 반응하지 않고 빛을 잘 반사해 반짝거려 장신구를 만드는 데 많이 사용하는 귀금속임.[네이버 지식백과]7. Pb명칭납녹는점327.5℃주기율표위치14족 6주기 탄소원소끓는점1749℃원소기호Pb밀도11.34g/cm3원자량207.2g/mol상태고체고대 이래로 알려진 원소로 천연 방사성동위원소의 붕괴생성물 중 최종의 산물이며 실온에서 청백색의 광택을 내는 매우 연하고 아주 잘 늘어나고 펴지는 전이후금속임.[네이버 지식백과]8. Hg명칭수은녹는점-38.83℃주기율표위치12족 6주기 아연족 원소끓는점356.73℃원소기호Hg밀도13.534g/cm3원자량200.59g/mol사진상온에서 은백색의 금속광택이 나는 무거운 액체금속임. 전성(展性)·연성(延性)이 크고 팽창률과 표면장력이 매우 크며 중독의 위험성이 있음.[네이버 지식백과]5.결과미지시료 C에 HCl을 첨하가였지만 침전반응은 나타나지 않았다. 그러므로 1족 양이온은 포함되어있지 않다.6.토의이번실험의 목적은 양이온의 화학적 성질과 그 상호간의 분리 및 확인법을 익히는 것이다. 양이온을 적정하여 족 간들의 양이온의 차이와 화학적 성질을 알아본다.정성을 하기 위해서 다른 상태로 존재하는 물질은 정성분석을 하기 위해 수용액 상태로 만들어야 한다. 그 다음에, 용액에 여러 시약을 넣어서 용액 속의 이온과 화학 반응을 시킨다. 그 결과 색이 변하거나, 앙금이 생성되는 침전등의 변화를 보면 수용액에 어떤 이온이 들어있는지 알 수 있다.양이온의 분족 원리는 분족 시약으로 Cl-을 첨가했을 때 염화물질이 침전되는 것은 1족 양이온(Ag+,Pb2+,Hg22+)이다. 2족의 양이온(Cu2+,Cd2+,Bi2+,Pb2+,Hg2+)은 산성용액 안에서 HgS-용액을 첨가했을 때 황화물 침전이 형성되고, 3족 양이온(Fe2+.3+,Al3+,Cr3+) 은 암모니아는 양이온 Ag+,Pb2+,Hg22+이 들어있다는 것을 전제로 하였으므로, 이 양이온들은 모두 1족이므로 1족의 적적 원리를 알아보면, 먼저 시료에다가 HCl을 첨가한다. 그리고 침전물이 생기면 1족의 양이온과 합쳐진 것이다. 이때의 반응식은Pb2+(aq) ＋ 2Cl-(aq) → PbCl2(s) 흰색 침전Ag+(aq) ＋ Cl-(aq) → AgCl(s) 흰색 침전Hg22+(aq) ＋ 2Cl-(aq) → Hg2Cl2(s) 흰색 침전이고 HCl을 적당이 첨가해야 하는데 그 이유는 너무 HCl을 과량으로 넣으면 PbCl2(s),AgCl(s)이 착이온을 형성하기 때문이다.착이온이란 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=945310&ref=y" 착물이 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=941119&ref=y" 전하를 띤 이온일 경우이다. 착이온의 전하는 중심 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=945010&ref=y" 금속의 전하와 일치하지 않는다. 그 이유는 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=945046&ref=y" 리간드 중에는 전하를 띤 이온도 포함되어 있기 때문이다.여기에서 침전이 되지 않는 다면 2족 이하의 시료용액이 된다. 그러므로 Ag+,Pb2+,Hg22+ 중 어느 양이온도 존재하지 않는다.물 중탕을 하는 이유는 1족 양이온은 염화물 침전 중에서 PbCl2₍s₎는 뜨거운 물에 잘 녹기 때문이다.질산을 넣는 이유는 Ag(NH3)2⁺와 Cl⁻이 녹아 있는 용액에 HNO3용액을 가하면 Ag(NH3)2⁺ 착이온이 파괴되고 Ag⁺이온은 수용액 중의 Cl⁻과 반응하여 다시 AgCl의 흰색 침전반응으로 되기 때문이다.뜨거운 물을 넣는 이유는 액에 HCl을 넣어 주었을 때 액이 탁해지면서 앙금이 미량 생기면 이것이 은에 의한것인지 아니면 납에 의한 것인지 혹있다.

공학/기술| 2019.03.25| 5페이지| 1,500원| 조회(525)

화학실험, 양이온, A+, 화학및실험, 화학및실험1

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약산성의 이온화 상수 결정 예비&결과&토의

약한산의 이온화 상수 결정약한산의 이온화 상수 결정1.목표약한산의 염기의 히드로늄 이온농도 또는 pH를 측정하여 이온화상수인 Ka,Kb 값을 구할수 있음.2.원리약한산의 이온화 상수를 결정하기 위해서는 그 용액 중에 이온들의 농도와 이온화 되지 않은 산의 농도를 결정하여야 함. 산의 화학식을 HA로써 표시하기로 하면 수용액 상태에서는 다음과 같은 평형이 이루어짐.A + H2O ⇄ A- + H3O+이 평형상태를 기술하는 평형상수는 다음과 같음.Ka’ = [H3O+][A-]/[HA][H2O]이러한 산의 수용액 중에서의 물을 농도는 실질적으로 일정하므로 우리는 다음과 같이 쓸 수 있음.Ka = Ka’[H2O] = [H3O+][A-]/[HA]이 상수 Ka를 산 HA의 이온화 상수(또는 해리상수)라고 부름. 따라서 용액 중에 존재하는 히드로늄이온(H3O+)의 농도와 A-이온의 농도 및 해리되지 않은 산 분자 HA의 농도를 측정하면 이온화 상수 Ka를 계산할 수 있을 것임. 산의 농도가 매우 묽거나 또는 너무 진하지 않을 경우에는 다음과 같은 물의 자체해리(self-dissociation)에서 생겨 나오는 H3O+의 농도를 HA에서 생겨나오는 그 것에 비하여 무시할 수 있음.H2O + H2O ⇄ H3O+ + OH-이러한 경우, 용액 중에 존재하는 H3O+의 농도와 A-의 농도는 같다고 볼 수 있음. 또 Ka값이 작은, 약한산의 경우에는 이들 이온의 농도는 해리되지 않고 분자상태로 남아있는 HA의 농도에 비해 매우 작으므로 용액 중에 존재하는 HA의 농도는 산의 원래농도로 대치할 수 있음. 따라서 약한산의 HA의 수용액에 대한 Ka를 다음과 같이 나타낼 수 있음.Ka = [A-]2/[HA] =[H3O+]2/[HA]용액의 pH는 -log[H3O+]와 같으므로 농도가 알려진 산 HA수용액의 pH를 측정하면 Ka값을 결정할 수 있음. 산의 이온화 상수 Ka는 모든 평형상수 값이 그러하듯이 온도의 함수이므로 여러분이 결정한 Ka값을 얻을 때의 온도를 알아두어야 함.3.기구 및 시어느 정도 이온화되어있는지를 수치로 표현한 것으로, 이 값이 작을 수록 이온화가 잘 일어나지 않는 약전해질임. 이 상수는 두 용액의 농도를 각각 구하여 곱한 뒤, 그 값을 전체 용액의 농도로 나눈 값임.전리상수라고도 함. 예를 들면 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1139934&ref=y" 전해질이 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1115650&ref=y" 수 Hyperlink "http://terms.naver.com/100.nhn?docid=118441" 용액 중에서 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1135176&ref=y" 이온화되었을 때 그 반응이, AB ↔ A+＋B- 으로 표시되고, 각각의 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1077651&ref=y" 농도를 [AB], [A+], [B-]라고 하면 k=[A+] [B-]/[AB] 를 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1135176&ref=y" 이온화상수라고 한다.[출처-네이버 지식백과]2.pH미터pH 미터는 사용 전에 먼저 유리전극을 물에 몇 시간 동안 넣어 두어야 함. 사용할 때는 pH 미터의 전원을 켠 후 잠시 기다렸다가 유리전극을 물로 씻고 살짝 닦아냄. pH 미터의 유리전극은 매우 예민하므로 손상이 가지 않도록 부드러운 티슈 등으로 살짝 닦아야 함. 다음으로 pH를 정확히 알고 있는 표준용액에 몇 분간 담그고, pH 미터에서 표준용액의 pH를 지시한 값이 맞지 않으면 이를 조절함. 예를 들어, pH 4인 표준 용액에 유리 전극을 담갔더니 pH 미터가 pH 3.8이라고 지시했다면 이를 4.0으로 수정하여 pH 미터가 ‘이 용액의 pH는 4.0이다.’라고 인식하도록 하는 것임. 다시 전극을 물로 씻고 살짝 닦아낸 다음 pH를 농도의 지수임. 물(수용액)은 그 일부가 전리하여 수소 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=583711&ref=y" 이온(H+)과 수산 이온(OH-)이 공존하며, H+농도와 OH-농도가 동일하면 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=584016&ref=y" 중성이고, H+가 많으면 산성, OH- 쪽이 많으면 알칼리성으로 됨. 그래서 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=583327&ref=y" 양이온 농도를 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=582598&ref=y" 몰수로 나타내면 25℃에서 [H+]×[OH-]=10-14의 관계식이 성립함. 따라서 [H+]의 값이 정해지면 [OH-]의 값은 자동적으로 정해지며, 액성의 판정이나 산성, 알칼리성의 강도는 [H+]의 값만 알면 됨. 그래서 수소 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=583716&ref=y" 이온 농도를 나타내기 위하여 수소 이온 농도의 역수의 상용 대수, 즉 수소 이온 지수를 표시하며 pH의 기호를 사용한다. 즉,로 되기 때문에 중성의 pH는 7임. 따라서 그림과 같이 pH가 7 미만은 산성, 7을 넘는 것은 알칼리성임. Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=582755&ref=y" 보일러의 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=583107&ref=y" 수처리에서는 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=582285&ref=y" 급수나 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=582765&ref=y" 보일러수의 pH를 적정값으로 조절하는 pH를 측정하여 이온화상수인 Ka값을 구하는 것이다.이온화상수는 전해질이 용액 속에서 어느 정도 이온화되어있는지를 수치로 표현한 것으로, 이 값이 작을 수록 이온화가 잘 일어나지 않는 약전해질이다. 이 상수는 두 용액의 농도를 각각 구하여 곱한 뒤, 그 값을 전체 용액의 농도로 나눈 값이다. 전해질이 용액속에서 얼마나 이온화되어 있는가를 알아볼 때 쓰인다.이 실험에서 쓰이는 다른 개념을 알아보면 ‘평형상수’는 화학 평형의 법칙으로부터 유도된 것으로 생성물의 몰농도 곱과 반응물의 몰농도 곱의 비이다. 평형상수가 크면 정반응이 활발하여 생성물질이 많이 존재하는것이고 화학 반응식의 계수가 변하면 평형 상수값도 변한다. 평형상수는 온도만의 함수로서 압력이나 농도에는 영향을 받지 않는다. 반응물 A와 B가 반응하여 생성물 C와 D를 생성하는 반응에 대한 화학 반응식은 aA+bB⇔cC+dD이다. 이러한 반응은 일정한 온도에서 시간이 충분히 흐르면 반응물이나 생성물의 초기농도에 관계없이 더 이상 겉보기 농도에 변화가 없는 상태가 되는데 이를 평형상태라 한다.‘해리’는 화합물이 각각의 분자나 원자 또는 이온 등으로 나누어지는 현상이다. 예를 들어HCl은 물에 녹아 H+와 Cl-의 두 이온으로 나누어 지는 해리 반응이다. 또 아세트산(CH3COOH)은 해리되어 다원자 이온인 CH3COO-와 단원자 이온인 H+로 나누어진다.‘pH’는 용액의 산성도를 가늠하는 척도로서 수소이온농도의 역수에 상용로그를 취한 값이다. 또는 수소이온농도의 상용로그 값에 마이너스를 붙여서 구할 수도 있다. pH 는 -log10[H+]이다. 일반적으로 용액의 수소이온농도는 매우 작은 값이기 때문에 다루기가 불편하다. 따라서 pH라는 지수를 도입해 간단한 숫자로 용액의 산성도를 나타낸다. pH시험지나 pH meter를 이용해 간단하게 측정할 수 있다용액 속에 수소이온이 많을수록 작은 값의 pH를 갖고, 수소이온이 적을수록 큰 pH값을 갖는다. 순수한 물의 pH인 7을 기준으로 pH 값이 7보다 작은 용액은이 가능하기 때문에 보정은 pH4와 pH7만 한다. ③.그리고 pH 7의 보정을 끝냈으면 증류수로 다시 씻고 pH4짜리 완충용액에 전극을 담그어 다시 보정을 한다. ④.만약 각 pH에 전극을 담고 기다렸는데도 값이 정확하게 나오지 않는다면 수동이므로 작은 드라이버를 이용해 숫자를 조정한다. pH 보정이 끝나면 아세트산 수용액의 pH를 잰다. 증류수로 씻을 때 깨끗하게 씻어야한다.실험방법은 간단하다. 일단 0.01M인 아세트산 수용액 20ml 의 pH측정한다. 그다음 아세트산 용액을 5배 묽히고 다시 pH를 측정하고 다시 10배를 묽혀서 측정한다.여기서 5배를 묽히려면 부피가 5배가 되어야하므로 원래의 수용액 20ml의 5배인 100ml의 용액을 만들어야 하므로 증류수 80ml를 더해준다. 그리고 10배를 묽히려면 20ml의 10배인 200ml를 만들어야 하므로 5배로 묽힌 수용액 100ml에서 증류수 100ml를 더 넣어준다. 총, ③까지 증류수를 180ml를 넣어주어야 한다.결과에서는, 아세트산의 pH는 각 묽힐때마다 3번씩 측정했다. 하지만 정확성을 위해서 첫번째실험에서 한번씩재고 용액을 버린후 비이커를 깨끗이 씻어 다시한번 용액을 묽혀 2번을 쟀다. 아세트산의 농도는 ①0.01M일 때, ②5배 묽혔을 때, ③10배로 묽혔을 때로 나누면, ①에서는 0.01M이다. ②에서는 5배로 묽혔으니 농도는 1/5로 되어 0.002M이고 ③일 때, 10배로 묽혀서 0.001M이 된다. [H3O-]의 농도와 [CH3COOH-]와 농도는 같다. [H3O+] 는 수소이온이 물과 결합한것이고 수소가 빠져나간 것은 CH3COO-이다. 그러므로 CH3COOH에서 H3O+와 CH3COO-이 분리된것이니까 그 값을 같다. 결국 [CH3COOH]는 아세트산의 농도에서 [H3O+]와 묽혀진 농도와 같다. 목적이었던 Ka는 [H2O-]*[CH3COOH-]/[CH3COOH]이므로 ①,②,③의 용액의 이온화상수인 Ka를 구할수 있다.오차는 일단 비이커등과 실린더를 사용했는데, 거기서의 표면장 있다.

공학/기술| 2019.03.25| 5페이지| 1,500원| 조회(191)

화학실험, 화학및실험, 이온화상수, 약산성, 화학및실험1

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평형상수와 용해도곱 결정 예비&결과&토의

평형 상수와 용해도곱 결정(Determination of Equilibrium Constant and Solubility Product)평형상수와 용해도곱 결정목표: 색깔을 비교하는 방법으로 착이온의 농도를 알아내어 착이온 생성 반응의 평형상수를 결정하고, Ca(OH)₂ 포화 용액에 공통이온 효과를 이용해서 용해도곱을 결정함.핵심개념: 평형, 평형상수, 용해도곱관련개념: 공통이온 효과, 베르의 법칙, 르샤틀리에의 원리1.서론반응물을 섞어서 적당한 조건을 만들어주면 생성물이 만들어지기 시작함. 그러나 이런 반응은 언제까지나 진행되지 않고, 시간이 지나면 더 이상 반응이 진행되지 않는 것처럼 보이는 평형(equilibrium)에 도달하게 됨. 이런 평형 상태에서는 반응물이 소모되지도 않고, 생성물이 더 이상 만들어지지도 않아서 겉보기에는 아무런 화학 반응이 진행되고 있지 않은 것처럼 보임. 그러나 실제로는 생성물이 만들어지는 정반응과 생성물이 다시 반응물고 되돌아가는 역반응이 정확하게 같은 속도로 일어나기 때문에 겉보기에 아무런 변화가 없는 것처럼 보이는 것임.화학 반응이 평형에 도달했을 때, 반응물과 생성물의 농도는 일정한 관계를 갖게 됨. 평형에서 반응물과 생성물의 상대적인 양의 비는 평형 상수(equilibrium constant)로 나타낼 수 있음. 평형 상수는 온도에 따라 다른 값을 갖지만, 처음에 넣어준 반응물의 양에 따라서 달라지지는 않음.이 실험에서는 착이온(Fe(SCN)²⁺)이 생성되는 반응과 수산화 칼슘(Ca(OH)₂)이 물에 녹는 반응의 평형 상수를 측정함. 질산철 용액과 싸이오사이안산 칼륨(KSCN) 용액을 섞으면 짙은 붉은색의 착이온인 Fe(SCN)²⁺가 만들어짐.Fe³⁺(aq) + SCN⁻(aq) ⇄ Fe(SCN)²⁺(aq)이 반응의 평형 상수는 다음과 같이 주어짐.K=[Fe(SCN)2+]/[Fe3+][SCN-]넣어준 Fe³⁺와 SCN⁻의 농도가 각각 a와 b이고, 평형에 도달했을 때 Fe(SCN)²⁺ 이온의 농도가 x라면 평형 상수는 아과하는 거리의 곱에 비례함. 예를 들어서 2M 용액이 길이가 1cm인 용기에 들어있을 때의 색과 1M 용액이 2cm의 용기에 들어있을 경우의 색은 똑같아 보임. 따라서 농도를 알고 있는 Fe(SCN)²⁺ 용액을 높이가 L₀ cm가 되도록 시험관에 넣고, 농도를 알고 싶은 Fe(SCN)²⁺ 용액을 다른 시험관에 넣어서 두 시험관 속에 담긴 용액의 색깔이 같아지도록 용액의 양을 조절함. 미지 시료를 담은 시험관에서 용액의 높이가 L₁이라면, 미지 시료의 농도 c₁은 다음 식으로 주어짐.C1=C0L0/L1Fe(SCN)²⁺ 표준 용액은 일정한 양의 SCN⁻을 넣은 용액에 Fe³⁺을 과량으로 넣어서 평형을 오른쪽으로 충분히 이동시키면 만들어짐.용해도보다 더 많은 양의 고체 물질을 물에 넣어주면, 일부는 물에 녹고 나머지는 고체로 남아있게 됨. 이런 경우의 평형 상수는 물 속에 녹아 있는 이온의 농도만으로 표현되는 “용해도곱”(solubility product)으로 나타낼 수 있음.과량의 수산화 칼슘을 물에 넣어 포화 용액을 만들면 용액 속에서 다음과 같은 평형이 이루어짐.CA(OH)₂(s) ⇄ Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq)이 반응의 평형 상수인 용해도곱은 다음과 같이 표현됨.Ksp=[Ca2+][OH-]2이 경우에 녹지 않고 남아있는 고체 수산화 칼슘은 화학 포텐셜이 일정하기 때문에 평형에 영향을 미치지 않아서 평형 상수에 포함시킬 필요가 없으며, 용해도곱은 온도에 따라 다른 값을 갖음. 용해도곱은 일정한 용매의 양에 녹을 수 있는 용질의 양을 나타내는 “용해도”(solubility)와 같은 의미를 갖지만, 물에 잘 녹지 않는 용질의 특성을 나타낼 때 유용하게 사용됨.수산화 칼슘의 포화 용액에 OH⁻을 더 넣어주면 평형이 왼쪽으로 이동하면서 Ca²⁺의 농도가 감소하고 Ksp는 일정한 값을 유지함. 이러한 효과를 공통이온 효과라고 함. 이 실험에서는 농도를 알고 있는 NaOH 용액에 수산화 칼슘을 포화시킨 후에 용액 속에 남아있는 OH⁻의 농도를 염산 표준 용액으로 Cl 표준 용액Ca(OH)₂페놀프탈레인 지시약3. 실험방법실험 A. 평형 상수의 결정1) 5개의 시험관에 번호를 붙여서, 시험관대에 나란히 꽂아두고, 새로 만든 0.002 M KSCN 용액 5 mL 씩을 눈금 실린더로 측정해서 넣음.2) 1번 시험관에 0.2 M Fe(NO₃)₃ 용액 5.0 mL를 눈금 실린더로 측정해서 넣고 잘 흔들어줌. 이 시험관의 SCN⁻는 모두 Fe(SCN)²⁺로 변환되었다고 생각하고 표준 용액으로 사용함.3) 0.2 M Fe(NO₃)₃ 10 mL를 10 mL 눈금 실린더로 측정해서 25 mL 부피 플라스크에 넣고, 증류수를 가해서 전체 부피가 25 mL가 되도록 함. 용액을 비커에 옮겨서 잘 섞은 다음 5.0 mL를 덜어서 2번 시험관에 넣고 잘 흔들어줌.4) 3)에서 만든 Fe(NO₃)₃ 용액 10 mL를 취해서 같은 방법으로 묽힌 다음 5.0 mL를 덜어서 3번 시험관에 넣고 잘 흔들어줌.5) 같은 방법으로 묽힌 Fe(NO₃)₃ 용액을 5번 시험관까지 채움. 용액을 묽힐 때마다 눈금 실린더와 비커를 깨끗이 씻어야 함.6) 1번과 2번 시험관을 종이로 둘러싸고 느슨하게 테이프를 붙여서 시험관 옆에서 빛이 들어오지 않도록 만듦. 종이 속의 시험관이 움직일 수 있어야 함. 흰 종이 위에 두 시험관을 나란히 세운 후에 깨끗하게 씻어서 말린 빈 시험관 하나를 더 준비함.7) 1번과 2번 시험관을 위쪽에서 내려다보았을 때 두 용액의 색깔이 같아질 때까지 스포이드를 이용해서 1번 시험관의 용액을 빈 시험관에 한 방울씩 덜어냄.8) 시험관을 둘러싼 종이를 벗겨내고, 밀리미터 단위의 눈금이 새겨진 그래프 용지를 시험관 뒤에 세워서 1번과 2번 시험관에 들어있는 용액의 높이를 측정함.9) 3, 4, 5번 시험관에 들어있는 용액도 같은 방법으로 1번 시험관에 들어있는 용액의 색깔과 비교해서 그 높이를 측정함.실험 B. 용해도곱 상수의 결정1) 깨끗하게 씻어서 말린 100 mL 비커 4개에 각각 증류수, 0.10 M, 0.050 M, 0.025 M Na 삼각 플라스크에 담고, 페놀프탈레인 지시약 2~3 방울을 가한 다음에 0.10 M HCl 표준 용액으로 적정함.4.주의 및 참고사항1)산염기 적정에 대해서는 실험13참고5.참고문헌1.뷰흐너 깔때기뷰흐너 깔때기(Büchner funnel)는 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%AC%EA%B3%BC" o "여과" 여과시 사용하는 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%A4%ED%97%98%EC%8B%A4" o "실험실" 실험실 장비의 한 부분임. 간단한 실험에서는 주로 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/w/index.php?title=%EA%B0%90%EC%95%95_%ED%94%8C%EB%9D%BC%EC%8A%A4%ED%81%AC&action=edit&redlink=1" o "감압 플라스크 (없는 문서)" 감압 플라스크와 함께 사용함. 깔때기의 여과면에는 많은 구멍이 뚫려 있는데, 여과할 때 크기에 맞게 거름종이를 잘라 여과면에 밀착시킴. 그 후 감압장치를 이용해 압력을 줄이면 용액이 빨려들어가듯이 안쪽으로 떨어지며 여과됨.[출처-구글 위키백과]2.고무관화학 및 물리 실험에 이용되는 양끝이 열린 고무제의 관. 목적 용도에 따라 여러 종류가 있는데, 그 중에서 가장 일반적으로 이용되는 것은 두께 1~4mm, 안지름 4~10mm 정도의 황갈색 고무관, 검은 고무관, 붉은 고무관으로 유리관끼리의 접속, 기구류의 연결, 물, 기체, 수용액의 유통관으로 매우 중요함. 특히 수은 채운 경우에 고무관을 이용하면 황 때문에 수은이 오염되기 때문에 사용하지 않아야 함.[출처-네이버 지식백과]3.Fe(NO₃)₃명칭Iron(III) nitrate몰질량241.86g/mol (anhydrous)403.999g/mol(nonahydrate)화학식Fe(NO3)3상태보라색 결정체녹는점47.2°C(nonahydrate)밀도1.68g/cm3 (hexahydratO+2e−→ H2 + 2NaOH화학식NaOH구조식[출처-구글 위키백과]6.HCl명칭염산밀도1.18 g/cm3녹는점245.83K분자량36.46 g/mol끓는점383.15K상태액체화학식HCl식[출처-구글 위키백과]7.Ca(OH)₂명칭수산화칼슘밀도2.211g/cm3녹는점580℃분자량74.093g/mol용해도0.173g/100mL (20℃)상태백색 분말화학식Ca(OH)2식[출처-구글 위키백과]8.페놀프탈레인 지시약명칭페놀프탈레인밀도1.3 g/cm3분자식C20H14O4분자량318.32 g/mol상태백색 분말식[출처-구글 위키백과]7.결과 및 토의이번 실험의 목적은 색깔을 비교하는 방법, 비색법으로 착이온의 농도를 알아내어 착이온 생성 반응의 평형상수를 결정하고, 포화 용액에 공통이온 효과를 이용해서 용해도곱을 결정하는 것이다. 실험과정은 책과는 다르게 0.001M kscn용액을 5개의 시험관에 3ml씩 넣었다. 그리고 0.1몰의 Fe(NO3)용액 3ml를 1번 시험관에다 넣고 이것을 표준용액이라고 한다. Fe(NO3) 10ml에다가 15ml의 증류수를 섞어서 25ml의 용액을 만든다, 이것은 2번시험관에 넣는다. 3ml를 넣고 남은 22ml를 12ml를 덜고 10ml로 만들고 거기다가 15ml의 증류수를 다시 섞어서 묽히고 계속 다음 시험관에 3ml씩 넣었다. 그런다음 시험관끼리의 색을 비교했는데, 1번시험관의 높이를 재고 1번실험관과 2번시험관의 색을 비교하고 색이 같아질때까지 1번시험관에서 용액을 빼고 다시 그 높이를 잰다. Fe3+가 a, SCN-가 b이다. Fe3+의 몰수는 처음에는 0.1M이지만 다른 부피가 같은 용액과 섞였으므로 0.05M이고, 같은 방식으로SCN-도 0.001M에서 0.0005M으로 바뀐다. 그후 Fe3+는 더욱 희석되어 넣어주므로 10ml/25ml을 곱한다. SCN은 더 넣어주는 양이 없으므로 값은 같다. 평형상수 K는 [Fe(SCN)2+] /([Fe3+]* [SCN-])=x/(a-x)(b-x) 이다. X는 (SCN-의 값*측정 시험관의 다.

공학/기술| 2019.03.25| 6페이지| 1,500원| 조회(356)

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물리 고체의 비중측정 Excel 계산식 포함되어 결과값만 넣으면 끝! 평가C아쉬워요

1.질량이 큰것T=25ºC황동(8.4)알루미늄(2.70)철(7.86)구리(8.93)WW'WW'WW'WW'1264.20233.0087.7056.00257.00224.00278.00247.002264.20232.2086.6055.80256.40223.40277.40246.403264.00233.0087.0055.60256.40223.00277.40246.804264.10232.8086.8056.00256.40224.00277.20247.005264.40233.2086.9056.00256.20223.40278.00247.00평균264.18232.8487.0055.88256.48223.56277.60246.84비중8.402.797.779.00상대오차0.00%3.00%1.00%1.00%2.질량이 작은것황동(8.4)알루미늄(2.70)철(7.86)구리(8.93)WW'WW'WW'WW'164.2056.0018.8012.2056.2049.0065.9057.60263.8056.2018.6012.0056.0048.8065.8058.20364.0056.0018.5012.0056.5048.6065.8057.70464.2056.0018.5012.1056.2048.8065.7057.80564.2056.1018.6012.0056.5048.8066.0058.00평균64.0856.0618.6012.0656.2848.8065.8457.86비중7.972.847.508.23상대오차5.00%5.00%5.00%8.00%

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물리및 실험 낙하운동과 중력가속도 측정 결과 Excel 계산 포함되어 결과값만 넣으면 끝 평가A좋아요

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