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표준용액제조 평가B괜찮아요

1. 실험제목 (Title) : 표준용액의 제조2. 요약 (Abstract or Summary)이번 실험은 표준용액을 제조하는 실험이다. 이 실험에서 만들려고 하는 표준용액은 산과 염기의 대표적 용액인과용액이며 각각의 농도는이다. 표준용액을 제조하는데 있어의 경우에는 공기 중의 탄산가스를 흡수하여 표면이 탄산염으로 되어 있으며 조해성이 있기 때문에 정확히 칭량을 한다 해도 제조한 용액의 농도가 정확하지는 않다. 또한 실험에서는 여러 가지 오차들이 발생하므로 이론적인 농도와 정확히 같은 농도의 용액을 만들기는 힘들다. 특히 용액의 농도가 실험결과에 큰 영향을 미치는 용량분석에 사용되는 표준용액은 반드시 그 용액이 얼만 정확하게 만들어졌는지를 확인 하여야 한다. 따라서 이 실험의 목적은 제조한 표준용액이 얼마나 정확한 농도를 가지는지 알아 보기위해 표정을 하는것이다. 표정은 칭량이 용이한 1차 표준물질로 일정농도의 기지용액을 만들고 적정에 의하여 표준용액의 농도를 알아내는 것이다.표준용액을 표정할 때는 1차 표준물질로를 사용하고의 경우에는()를 1차 표준물질로 사용한다.은 2차 표정을 하는데 그때에는 이미 제조된표준용액을 2차 표준물질로 사용하도록 한다. 적정시 분석용액에서 당량점이나 그 부근에서 일어나는 물리적 변화(종말점)의 관찰을 쉽게 하기 위해 지시약을 사용하는데적정시 지시약은를 사용하고적정시에는을 사용하도록 한다. 이와 같은 실험 방법으로 종말점에 도달했을 때 조제한 표준용액이 소비된 부피를 측정해 표준용액의값(규정도 계수)을 구한다. 결국 이 실험은 1차, 2차 표정이라는 방법을 통하여 표준용액을 만들때 적정될때까지 실제 사용된 용액의 양과 원래 사용되어야 할 양을 비교하여 실제농도와 소정농도를 알아내고 이것들을 비교하여 규정도계수(F)값을 구하여 실험의 정확성을 측정하는 것이다. 즉 표정을 이해하는 것이다. 또 1,2차 표정을 하면서 산, 염기 중화반응 적정에 대해서도 잘 알수 있게하는 실험이다. 마지막으로 규정도계수(F)와 당량, Normal 농도에화적정, 산화-한원적정, 킬레이트적정, 침전적정, 요오드적정들로서 반응의 End Point 는 지시약을 사용하여 확인한다. 그 중 2주차 실험인 표준용액의 제조는 용량분석법 중에서도 중화적정법을 사용한다.적정실험에서 종말점 판정법으로는 지시약법, 전시법, 반응 생성물의 침전 및 이온 색깔에 의한 방법이 있는데 이번 실험에서는 지시약법을 사용하도록 한다. 그리고 용량분석의 종류(적정 시 일어나는 화학반응의 종류에 따라 분류)는 중화적정(산과 알칼리의 중화반응)을 이용한다. 이번 실험에 사용하는 지시약은와이다. 하지만대신에를 사용하기도 한다. 실험에 사용되는 지시약의 특징은 다음과 같다.지시약pH 범위색깔(산~염기)사용량 1000cc당조제법%용액methyl orange31.~4.4빨강~적황3~5방울0.1증류수methyl red4.4~6.2빨강~노랑2~4방울0.290% alcoholphenolphthalein8.0~9.8무색~빨강3~10방울0.170% alcohol여기서 이번실험에서 이용되는 중화적정법에 대해 자세히 알아보도록하자.산과 염기가 당량비로 반응하여 중화한다는 것을 이용하여 농도를 알고 있는 산 또는 염기로부터 농도를 모르는 염기 또는 산의 농도를 구하는 것을 중화적정 (titration)이라고 부른다.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.일반적으로 강한 산이나 강한 염기인 경우에는 중화점에서 지시약의 색 변화가 뚜렷하여 정확한 적정을 할 수 있으나, 약한 산과 약한 염기 또는 약한 산과 부피에서는 서로 완전히 반응할 만큼의 물질이 들어 있게 된다. 적정에 사용되는 표준용액의 농도 역시 노르말농도이며 그 정의는 용액 1L 속에 녹아 있는 용질의 g당량수이다. 농도는 몰랄농도 말고도 여러 가지가 있다. 여기서 농도의 종류를 살펴보고 가자. 일단 화학에서 가장 많이 알려지고 사용되는 몰농도가 있다.①몰농도(Molarity)란 용매 1L에 들어있는 용질의 g분자량을 말하는데, 1몰 용액이란 용매 1L에 특정 용질이 1g분자량만큼 들어있는 용액을 뜻한다. 예를들면 분자량이 36.5인 NaCl의 경우 1g 분자량이 36.5g이므로 1몰 NaCl 용액이란 용매(증류수) 1L에 NaCl이 36.5 녹아있는 용액을 뜻한다. 몰농도는 M또는 mol/l, mole/l로 표시하며, 약식으로는 [X]로 표기하기도 한다.② 규정농도(Normality)는 용매 1L에 들어있는 용질의 G당량을 말하며 N으로 표시한다. 1N용액이란 용매 1L에 특정 용질이 1g 당량만큼 들어 있는 용액을 뜻한다.③ 몰랄농도(Molality)는 용매 1,000g 속에 녹아 있는 용질의 mol수로 나타내며 단위는 m으로 표시한다. 즉, 포도당 1m 용액은 물 1,000g 속에 포도당이 180g 녹아있는 용액이며 몰랄 농도는 용액의 질량으로 계산한 값이므로 온도가 변해도 그 값은 일정하다.④ 화학식량 농도(Formality)는 NaCl처럼 이온결정을 이루고 있는 물질은분자식이 없으므로 분자량이 없는 대신 실험식(Empirical formula)으로 표시한다. 이 실험식에 포함되는 모든 원자의 원자량의 합은 화학식량(Formula weight)이라 하며, 여기에 g을 붙인 것을 g화학식량(Formole)이라 한다. 분석화학에서는 통상 분자량과 구별하지 않고 같이 사용한다.⑤ 농도백분율(Percent)은 용액(용질+용매)에녹아있는 용질의 백분율을 뜻하며 용질과 용액을 각각 중량 또는 용량으로 표시하는 바에 따라 네 가지 농도로 구분한다. 일반적으로 이런 구분없이 %농도라 함은 통상 중량 대 용량 산소, 이산화탄소 및 일광과 같은 것에도 변하지 않는 것으로 보존하여 사용할 수 있는 것.④ 수용액에 안정하고 저장이 불변하여야 한다.즉 비가역적이며 가수분해를 일으키지 않아야 한다.⑤ 물에 대하여 용해도가 크고 가열하지 않아도 잘 녹는 것.⑥ 당량(원자가 나누기 분자량) 또는 식량이 커서 칭량시 상대오차가 적을 것.⑦ 반응이 정량적으로 일어나는 것일 것.한 예를 들어 적정시에 1차 표준물질로 HCl과 NaOH를 쓰지 않는 이유는 NAOH의 경우 탄산나트륨 등의 불순물을 함유하고 있고 조해성(潮解性)이 강하여 공기중에 방치하면, 습기와 이산화탄소를 흡수한다. 진한 염산은 습한 공기 중에서 두드러지게 발연하는 성향이 있다.그러므로 정확한 측량이 불가능 하므로 1차 표준물질로 쓰이지 않는다.1차표정이란 1차표준물질로 1차표준용액을 만들어 행하는 표정이다. 여기서 표정이란 표준용액의 농도를 결정하는 것으로서 예를 들어 우리가 0.1N-NaOH용액을 만들었는데 제대로 만들었는지(F값비교해서)를 검정하는 실험법이다. 1차표준물질로 사용되어야 할 물질의 조건은 바로위의 7가지이다. 2차표정이란 2차표준물질을 사용하는 표정작업이다. 여기서 2차표준물질은 농도가 정확한 표준용액을 사용한다.이번 실험에서 사용하는 1차 표준물질(primary standard)은와두 가지인데 1차 표준물질은 매우 순수한 화합물로서 모든 부피법 적정과 무게법 적정에서 기준물질로 사용한다. 이러한 1차 표준물질이 갖춰야할 특징은 위에서 설명한 내용과 같다.제조한 표준용액의 농도를 알기위해 용량분석을 한다. 용량분석을 적용하기 위한 세 가지 구비조건은 다음과 같다. 첫째는 시료용액 중 목적성분과 표준용액이 정량적으로 반응(역반응과 부반응이 없어야 함)해야 하고 둘째는 반응속도가 빨라야한다. 셋째는 반응의 종말점, 즉 적정의 종말점이 명확히 판단되어야 한다는 것이다.적정(titration)은 뷰렛이나 다른 부피 측정 장치를 통해 분석물과 시약사이의 반응이 완결할 때까지 표준용액을 분석물에 서서히 첨가을 설명하겠다.1. 0.1N-HCl 조제1) HCl 4.5㎖에 물을 가하여 500㎖에 Mass up하여 시약병에 담아둔다.2) Na2Co3를 0.2g 내외로 정칭하여 물 50㎖를 가하여 용해한다.3) 2)번 Solution 에 Methy red를 한 두 방울 가한다.4) 0.1N-HCl을 뷰렛에 넣고 3)번 Solution에 적가하여 황색에서 붉은색으로 변하는점을 end point로 잡는다.5) 소비된 HCl 양을 공식에 대입하여 HCl 용액의 Factor을 구한다.2. 0.1N-NaOH 조제1) NaOH 2.2~2.3g 저도에 물을 가하여 500㎖로 Mass up하여 시약병에 담 아둔다.2) Oxalic Acid를 0.1~0.2g 정칭하여 물 50㎖를 가하여 용해한다.3) 2)번 Solution에 Phenolptalein 2~3방울 가한다.4) 0.1N-NaOH를 뷰렛에 넣고 3)번 Solution에 적가하여 용액이 무색에서 붉은색으로 변하는 점을 end point로 잡는다.5) 소비된 NaOH양을 동식에 대입하여 Factor값을 구한다.6) 앞서 제조한 0.1N-HCl을 이용하여 2차 표정을 한다.7) 0.1N-HCl을 30㎖ 취하여 Phenolptalein 2~3방울을 가한다.8) 조제한 0.1N-NaOH을 뷰렛에 넣고 7)번 Solution에 적가하여 용액이 무 색에서 붉은색으로 변하는 점을 End Point로 잡는다.9) 소비된 0.1N-NaOH양으로 공식에 대입하여 Factor를 구하고 1차 표정에 서 구한Factor 값과 2차 표정에서 구한 Factor 값을 비교한다.우리1조는 여기서 3가지 실험을 하였다.① 0.1N-HCl을 만드는 표정실험② 0.1N-NaOH를 만드는 1차표정 실험③ 첫 번째 실험에서 조제한 0.1N HCl을 표준용액으로 사용하는 2차표정 실험① 0.1N-HCl 표준용액을 만드는 방법은 일단 우리 실험에서는 0.1N-HCl을 인위적으로 조제하였다. 이 방법은 부피플라스크(Volumetric flask)에 HCl 4.5ml을 넣고

자연과학| 2006.10.06| 15페이지| 1,000원| 조회(1,797)

실험, 표준, 용액, 농도, mL

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