[일반화학실험]산-해리 평형 [예비와 결과 보고서]

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본문내용

므로, 25℃에서의 물의 이온곱 상수는
이 된다. 순수한 물인 경우는 [H+] = [OH-] 의 관계가 있기 때문에
이 된다. 즉 중성용액의 pH는 7이며, 그보다 수소 이온 농도가 크면 pH는 7보다 작아지고 용액은 산성이 되며, 반대로 pH가 7보다 크면 용액은 염기성이 된다.
- 산 해리 평형 상수 ( Ka )
산 HA 또는 염기 BOH 는 수용액 중에서 HA ↔ H+ + A- 와 같이 해리 평형에 있고 이 때의 해리 평형 상수는 다음과 같다.
Ka 의 크고 작음에 의해 산염기의 강약을 비교할 수 있다.
여기서 [H+] = [A-] = x 라고 하면 이 식은
로 고쳐 쓸 수 있고, 이 식에서 [H+] 는 측정한 pH 로부터 알아낼 수 있다.
그리고 pKa 는 -log Ka 를 의미한다.
- 퍼센트 해리도
산의 퍼센트 해리도는 산 HA 가 H+ 이온의 상태로 어느 정도의 양이 해리 되었는 가를 나타내어 주는 척도이다. 이를 식으로 다시 표현하면,
이와 같이 표현된다.
- pH 미터의 측정원리
pH는 수소이온농도를 그 역수의 사용 대수로서 나타내는 값이다. pH는 보통 유리 전극과 비 교 전극으로 된 pH 미터를 사용하여 측정하는데 양전극간에 생성되는 기전력의 차를 이용하여 다음과 같은 식으로 정의된다.
pHX : 시료의 pH 측정값 pHS : 표준 용액의 pH(-log10[H+])
EX : 시료에서의 유리 전극과 비교 전극간의 전위차(mV)
ES : 표준액에서의 유리 전극과 비교 전극간의 전위차(mV)
F : 패러데이 정수(6.649×104 coulomb/mole) R : 기체 정수(8.314joule/。Ｋmole) T : 절대 온도(。K)
4. 실험 방법 :
1) pH meter 사용법을 조교를 통하여 숙지한다, 그 이후 pH meter를 pH 4 buffer 와 pH 7 buffer를 사용하여 calibration한다. (온도와 slope기록)
2) 주어진 0.1 M 미지시료 A, B 용액의 pH를 측정하여 기록한다. (각 용액을 두 번씩 측정한다. pH값의 차이가 클 경우에는 한 두 번 더 측정하는 것이 좋다.)
3) 한 명은 계산기를 사용하여 각 용액의 % 해리도를 계산해 보자. 이와 동시에 다른 한명은 주어진 0.1 M 용액을 증류수로 10분의 1씩 묽힌다
4) 0.01 M 용액의 pH를 측정하고 %해리도를 계산해 보자. (아래의 표에 기록하자.) 어떠한 변화를 관찰할 수 있는가?
5) 위와 같이 방법으로 0.001 M, 0.0001 M 용액을 만들어서 pH를 측정하고 %해리도의 변화 양상을 살펴보자.
5. 실험 시 주의 사항 :
- pH meter 사용시 주의 사항
pH meter는 매우 정교한 기기이므로 조심스럽게 다루어야 한다. 특히 유리 전극은 손 상되기 쉬우므로 용액을 젖는데 사용하거나 흔들어서는 안된다.
측정에 앞서 표준 완충용액의 pH를 측정해서 불확실도가 있는지 확인하고 만일 불확실 도가 생겼을 경우에는 pH meter의 사용지침에 따라 calibration 해주어야 한다. 또 pH 는 온도의 영향을

키워드

산 해리 평형,   산의 농도,   산 해리 평형 상수,   pH 미터의 측정원리