헨리상수 구하기

소개글

헨리상수 구하기에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Introduction

2. Method

3. Result

4. Discussion

5. Homework

6. Reference

본문내용

NaOH 용액 농도 자체도 완전히 정확하게 측정이 힘들고 탄산수 적정에서도 오차가 생겨 결과적으로 헨리상수 값에 오차를 일으킨다. 그리고 이번 실험에서 H2CO3가 이양성자 산임에도 불구, HCO3-로만 된다고 거의 생각하여 풀었는데 ka2의 값이 매우 작긴하지만 CO32-가 일부 존재하긴 할 것이므로 영향을 줄 수 있다. 또한 우리가 NaOH 용액을 꽤 오랜 시간동안 뷰렛 안에서나 100mL 부피 플라스크 안에 방치해서 대기와 접촉이 꽤 길었는데 장기간에 걸쳐 NaOH가 대기와 접촉하면 대기 중 CO2를 흡수, OH-+CO2→HCO3-가 되어 센 염기의 농도를 변화시키고 약한 산과의 적정에서 종말점 부근의 반응도를 감소시키는데 따라서 이로인해 오차가 발생했을 수도 있다. 앞의 Introduction의 배경이론에서 썼듯이 지시약의 겨이우 당량점 pH값 부근에서 색 변화를 나타내어야 적절한 종말점을 찾는데에 유용한데 이론상 1차 종말점이 약 pH 8.4이고 페놀프탈레인 변색 범위가 8.0~9.6이므로 적절하여 종말점 찾는데 지시약으로 인한 문제는 적거나 거의 없었을 것이다. 저어주지 않은 경우 CO2가 과포화 되었을 위험이 있으나 적정하는 과정 중 계속 바이알을 흔들어주기 때문에 과포화가 거의 없었을 것이다. CO2 적정시 저어주는 실험이 있었는데 우리 조의 경우 1차시에는 4분동안 약수저로 저었고 2차시에는 2분동안 바이알을 흔들어 주었는데 아마 수저로 젓는 것이 바이알을 흔드는 것보다 젓기가 더 강력했을 것이며 1차시가 시간도 더 오래 지났으므로 젓기에 의한 효과가 1차시보다 2차시에 더 컸을 것이다. 1차시의 헨리상수가 2차시의 헨리상수보다 작았고 두 경우 모두 저어주지 않은 경우보다 헨리상수가 작았다. 고체 CO2가 다 사라지게 될 때 이 탄산수는 1기압의 CO2(g)와 평형을 이루고 있을 것인데 이를 저어주면 액체기리의 충돌을 증가시켜 녹아들어간 CO2가 밖으로 바져나오는 정도가 증가하게 될 것이라 추측된다.(충돌↑, 혹은 Ek↑ by stirring⇒방출이 증가) 그 결과 녹아있는 CO2의 양이 줄고 헨리상수도 작아진 것일 것이며 더 많이 저을수록 더 많은 CO2가 빠져나가 1차시 결과<2차시 결과(헨리상수)가 나온 것이다. 또한 우리 실험에서는 이산화탄소 기체의 분압이 1기압으로 가정하였다. CO2(g)가 대기압과 평형을 이루져야 하므로 대기압과 거의 일치할 것이라 가정하고 1기압이라고 하였는데 이는 정확한 값은 아니다. 따라서 보다 정밀한 scale의 측정과 대기 중의 CO2의 용해를 최소화할 수 있는 방법을 모색해 보다 정확한 실험을 실시하면 헨리상수를 더 정확히 구할 수 있다. 이번 실험에서 구한 헨리상수는 저어주지 않은 경우의 헨리상수가 가장 실제값에 가까울 것이라 예상된다. 헨리상수는 온도에 따라 다른 값을 가지는데 우리 실험 조건에서의 정확한 헨리상수의 이론값을 알지 못해 상대오차를 구해보진 못했지만 대략 2~4.0×10-2mol/Latm으로 저어주지 않은 경우 얻은 헨리상수 평균값인 약 2.96745mol/Latm이 이 범위에 잘 들어간다. 따라서 미세한 혹은 실험 시 일어날 수 밖에 없는 오차 정도 알고는 다른 요인이 크게 잘못되지는 않은 것 같다.(참고로 저어준 case 2차시에서 저어준 후 좀 있다가 실험 실시했는데 다시 용해 평형쪽으로 가면서 대기 중 CO2가 일부 녹아 들어갔을 수도 있다.)
5. Homework
① 중화반응을 실생활에서 사용하는 예
- Kjeldahl 질소분석법 : 단백질, 우유, 곡류 및 밀가루에 존재하는 질소를 정량하는
방법으로 가장 널리 이용되는 방법 중 하나
고체를 황산 속에 가열 삭혀서(용해, 분해시켜) 질소를 암모늄 이온 NH4+로
변환 Kjeldahl 삭임 : 유기물 C, H, NNH4++CO2+H2O
(수은, 구리 및 셀렌 화합물이 촉매로 사용됨) 삭임이 완결된 후, NH4+를 함유하고
있는 용액을 염기성으로 만들어 유리된 NH3를 정확한 양의 HCl이 담겨져 이는
용기 속으로 증류시킴. 과량의 미반응 HCl을 표준 NaOH 용액으로 적정하여
HCl이 NH3에 의하여 얼마나 소모되었느냐를 정량
NH4+의 중화 : NH4++OH-→NH3(g)+H2O
표준 HCl속에 NH3의 증류 : NH3+H+→NH4+
미반응의 HCl을 NaOH로 적정 : H++OH-→H2O
- 제산제 ex) 알카셀쳐
알카셀쳐는 진통제 겸 소화제로 알카셀쳐 1정에는 탄산수소나트륨
1.9g(0.022mol)과 시트르산 1.0g(0.005mol)이 들어있다. 이 알약을 물 속에
넣으면 시트르산과 탄산수소나트륨이 반응을 하여 용액 속에는 시트르산나트륨이
생성되고 CO2가 발생한다.
3HCO3-(aq)+H3C6H5O7(aq)→C6H5O73-(aq)+3CO2(g)+3H2O()
시트르산 이온이 약간의 음이온이므로 시트르산나트륨은 제산제와 같이 행동,
음이온은 과량의 산을 중화하며 시트르산을 만든다. C6H5O73-(aq)+3H+(aq)
→H3C6H5O7(aq) 알약 속의 과량의 중탄산이온 역시 제산제와 같이 행동하여
CO2를 배출한다.
HCO3-(aq)+H+(aq)→CO2(g)+H2O()
과량의 탄산수소나트륨도 완충작용을 하여 중탄산이온은 가해지는 염기를
중화하여 pH변화를 저지한다.
- 생물체 내의 다양한 buffer system 및 중화작용
ex) 십이지장에서의 중탄산염이 위의 즙은 산성을 중화
혈액 속 다양한 것들의 완충작용 ex) HCO3- 등...
② 1차 표준용액이 무엇이냐? kHP말고 다른 예는?
본 실험에서는 사용한 NaOH나 KOH는 시약급 물질이 탄산이온과 흡수한 물을
포함하므로 일차 표준물질이 될 수 없으며 따라서 이들 용액은 반드시 일차 표준
시약으로 표준화시켜 사용되어야 한다. 이번 실험에서 사용한 kHP가 이런 목적으로
사용되는 가장 편리한 화합물 중 하나로 일차 표준물질로 사용할 수 있을만큼
순수하게 얻을 수 있는 산과 염기들은 아래와 같다.
화학식량
요 점
kHP
204.233
순수한 상품용 시약을 105℃에서
건조하여 염기를 표준화하는데 사용
HCl
36.461
HCl과 물은 조성이 압력에 의존하는
함께

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