[실험] 산화 - 환원 적정

소개글

[실험] 산화 - 환원 적정 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 조 및 공동 실험자
2. 실험 날짜
3. 실험 목적. 과망가니즈산 이온과 과산화수소 사이의 산화-환원 반응을 이용하여 과산화수소를 정량하고, 산화-환원 반응을 이해한다.
4. 실험 원리.

본문내용

0.2504.. -> 0.250 g
*희석하지 않은 3% 과산화 수소 용액 질량(g)
= 희석하지 않은 3% 과산화 수소 용액의 밀도(g/mL) * 희석하지 않은 3% 과산화 수소 용액의 부피(mL)
= 1.01 * 10
= 10.1 g
*희석하지 않은 3% 과산화 수소 용액의 농도(%)
= (희석하지 않은 3% 과산화 수소 용액 속 과산화 수소 질량(g) / 희석하지 않은 3% 과산화 수소 용액 질량(g)) * 100(%)
= (0.250 / 10.1) * 100
= 2.475.. -> 2.48%
고찰.
주어진 과산화 수소 용액의 % 농도와 실험에서 구한 % 농도 사이의 차이를 비교하여라. 어느 것을 더 신뢰하겠는지 생각해 보라.
주어진 과산화 수소 용액의 % 농도는 3%, 실험에서 구한 % 농도는 2.48%로 주어진 농도가 훨씬 더 크다.
실험에서 발생할 수 있는 오차 원인이 매우 많기 때문에 실험에서 구한 % 농도보다 주어진 과산화 수소 용액의 % 농도 값이 더 신뢰할 수 있는 자료라고 추정된다. 예를 들어보면, 과산화 수소 용액 속에 있는, 용질에 해당하는 과산화 수소의 질량을 직접적으로 측정한 것이 아니라 적정 시 사용한 용액의 농도와 부피를 이용해 간접적으로 계산했기 때문에 오차가 발생했을 수 있다.
실험 A에서 옥살산을 물 중탕할 시, 왜 온도를 70-80℃로 유지했는가
온도가 낮은 경우, 산화-환원 반응 속도가 느리기 때문에 열을 가해주어 반응 속도를 증가시켜 적정을 쉽게 하기 위해서이다.
또한 온도가 너무 높게 되면, KMnO₄의 자가분해가 일어나기 때문에 70-80℃를 유지해야 한다.
황산 용액을 사용하는 이유는 무엇인가
이번 실험에서 염산이나 질산을 사용하지 않고 황산 용액을 사용했는데 이는 반응식을 보면 알 수 있다.
2MnO₄(aq) + 5C2O4(aq) + 16H(aq) -> 2Mn(aq) + 10CO2(g) + 8H2O(l)
반응 물질에 H(산)을 넣어주게 되면 화학 평형이 오른쪽으로 일어나기 때문에 정반응의 속도가 빨라진다. 이때, 염산이나 질산을 사용하게 되면 Cl, NO3 이온이 반응하여 침전을 만들기 때문에 이들을 대체하여 황산 용액을 사용한다.
또한 가역 반응이 평형 상태에 있을 때 농도, 압력, 온도의 조건을 변화시키면 화학계는 그 변화를 감소시키는 방향으로 평형이 이동하여 새로운 평형에 도달한다는 르 샤틀리에의 원리에 의해 반응 물질에 H(산)을 넣어주게 되면 촉매 역할을 하게 된다.
4) 개인 고찰
적정하기 전, 시료 용액을 묽혀서 사용해야 하는 이유는 자료를 찾아본 결과, 과망가니산 포타슘의 30-50% 범위에서만 적정이 가능하기 때문이다.
오차는 우선, 실험 A에서 적정을 할 때 당량점에서 과망가니즈산 포타슘 표준 용액의 평균 부피에서 생겼을 가능성이 가장 높다. 이미 자주색으로 색이 변화하였을 때 바로 잰 것이 아니고, 조금 시간이 흐른 뒤 부피를 측정했기 때문에 오차가 발생한 것 같고, 또한 고찰 1번에서 답한 것처럼 용질에 해당하는 과산화 수소의 질량을 직접적으로 측정한 것이 아니라 적정 시 사용한 용액의 농도와 부피를 이용해 간접적으로 계산했기 때문에 오차가 더욱 커졌다고 추정된다.
참고문헌
Merck, Sodium oxalate formula, 2019.09.23., https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/s9265?lang=ko®ion=KR
Parker, Sulfuric acid formula, 2019.09.23., https://www.parker.com/portal/site/PARKER/menuitem.c17ed99692643c6315731910237ad1ca/
fisher scientific, Potassium permanganate formula, 2019.09.23., https://www.fishersci.se/shop/products/potassium-permanganate-solution-volumetric-0-02-m-kmno4-0-1n-honeywell-fluka-1/p-7122082
안전보건공단, Distilled Water(D.W.)/Sodium oxalate/Sulfuric acid/Potassium permanganate/Hydrogen peroxide, 2019.09.23., https://msds.kosha.or.kr/kcic/msdsdetailGet.do
화학용어사전편찬회, (2017), 화학용어사전, 일진사

키워드

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