[일반화학실험1 레포트] pH의 측정

소개글

[일반화학실험1 레포트] pH의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 실험목적

Ⅱ. 실험원리
1) 물의 자동 이온화
2) 수소이온 농도
3) pH ( 수소 이온 지수 )
4) pH meter

Ⅲ. 실험기구 및 시약

Ⅳ. 실험방법

Ⅴ. 실험결과

Ⅵ. 고찰

Ⅶ. 참고문헌

본문내용

양쪽성 물질이다.
(1)
질량보존의 법칙에 의하여 물의 평형 상수식은 다음과 같이 쓸 수 있다.
(2)
물이 전리한다고 해도 극히 일부만 전리하기 때문에 물의 농도는 거의 일정하다.
(3)
는 물의 이온곱 상수라고 하며, 이 값은 온도에 따라 약간 다른 값을 가진다. 실험에 의하면 물은 25℃에서 약 18x10-7% 가량 전리한다.
즉 일 때 이 반응은 평형에 도달하게 되고 이때의 평형 상수는 다음과 같이 계산될 수 있다.
(4)
(5)
2) 수소이온 농도
(1) 강산의 수소이온 농도
물에 0.1M 염산을 녹여 1L 용액을 만들었을 때, 아래의 반응식에 의해 H3+O 농도(수소이온 농도와 같은 의미, 이하 수소이온 농도)가 변화되고, 또한 자동이온화에 의해 다음과 같이 이온화된다.
(6)
(7)
위 식에 따라 수소이온의 농도는 염산과 자동이온화의 합이 될 것이다. 그러나 르샤틀리에의 평형이동의 원리에 의해 염산에서 생긴 H3+O가 존재할 때에는 물의 자동이온화는 역반응이 일어나 자동이온화에서 생긴 H3+O와 OH-는 무시할 수 있다.
따라서 0.1M 염산에서는 완전히 전리한다고 생각하므로 수소이온의 농도도 0.1M이 된다. 같은 용액에서는 OH-의 농도를 KW 값으로부터 쉽게 구할 수 있다.
(8)
(9)
(2) 강염기의 수소이온 농도
강염기 용액에서도 강산과 같은 논리로 생각하면 된다. 예를 들면 0.1M 수산화나트륨 용액에서는 물의 자동이온화에 의해 생긴 OH-의 농도가 10-7M보다 작아지므로 무시하고, 수산화나트륨이 완전히 전리한다고 생각하여 OH-의 농도는 0.1M이며, 이 때 H3+O의 농도는 다음과 같다.
(10)
이 수소이온의 농도는 0.1M 수산화나트륨 용액에서 물의 자동이온화에서 생긴 OH-의 농도와 같다.
(3) 약산, 약염기의 수소이온 농도
약산이나 약염기는 수용액 중에서 대부분은 분자 상태로 존재하고, 극히 일부만 이온화된다. 이들 용액중의 H3+O나 OH-의 농도의 계산은 간단하지 않으며 이를 이온화도(전리도)로 생각하여야 한다. 농도가 M mol/L인 임의의 산 HA의 용액에서 이온화도를 a라고 하면 다음과 같은 관계가 성립한다.
(11)
처음 농도 :
M
0
0
이온화된 농도 :
-Ma
+Ma
+Ma
평형 농도 :
M(1-a)
Ma
Ma
(12)
약산에서는 1-a가 1이므로 KA=MA2이다. 이 때 생긴 수소이온의 농도는 다음과 같다.
(13)
약염기를 B라 하면 이 염기 B의 농도가 M mol/L이고 이온화도를 a라 할 때, 마찬가지로 구할 수 있다.
(14)
(4) 용액의 성질과 수소이온 농도
이온곱 상수 식의 관계가 물에서만 성립하는 것이 아니라 산이나 염기의 어느 수용액에서도 성립한다. 그래서 다음과 같은 관계가 성립하게 된다.
- 산성 용액 : > , >
- 중성 용액 : = =
- 염기성 용액 : < , <
3) pH ( 수소 이온 지수 )
위에서 나타낸 것들로 덴마크의 쇠렌센이 1909년에 만든 부호가 바로 pH의 개념이다. 일반적으로 용액의 수소 이온 농도는 매우 작은 값이기

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