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fileicon[화학실험] [물리화학실험] pH미터를 이용한 전위차 측정

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소개글

[화학실험] [물리화학실험] pH미터를 이용한 전위차 측정에 대한 자료입니다.

하고 싶은 말

한글의 수식기능은 텍스트로 변환이 되질 않기 때문에

위에 본문 내용에는 수식이 대부분 잘려있습니다.

그래도 파일 내용에는 전혀 이상이 없음을 알려드립니다.

목차

1. 제목
2. 실험일자
3. 실험목적
4. 이론적 배경
5. 실험 방법
6. 결과 및 DATA 처리
7. 토의 및 고찰
8. 참고문헌

본문내용

1. 실 험 제 목

pH미터를 이용한 전위차 측정

2. 실 험 일 시

2005년 6월 2일 목요일

3. 실 험 목 적

유리 전극 pH미터로 수용액의 pH를 측정하는 실험을 통하여 pH미터의 원리를 알아보고, 약한 산
용액의 pH를 측정하여 산의 이온화 상수를 결정해 본다

4. 이 론 적 배 경

pH는 수소이온 농도로서 pH1에서 pH14까지 있다. 이 수치는 수소 이온 농도의 -log값이다. 즉 pH는 r간단하게는 pH마다 변색 색도가 다른 pH 시험지를 통하여 알아 볼 수 있다 그리고 일정 pH에서
색상을 달리하는 여러 가지 지시약을 통하여서도 알아 볼 수있다. 그러나 pH시험지는 간이적인 방법이고 지시약은 주로 적정에서 사용한다. 가장 적절한 것은 전극을 사용하는 전기적 pH 측정장치인 pH미터로 가장 간단하고 신속하게 pH전역을 측정할 수 있고 산화성 및 환원성의 물질이나 비수용적 뿐만 아니라 착색된 용액의 pH도 측정할 수 있다.

*pH 미터기*

pH미터는 전극을 사용하는 전기적 pH장치로서 pH전 범위에 걸쳐서 측정할 수 있으며 산화성 및 환원성의 물질이나 비수용액 뿐만 아니라 착색된 용액의 pH도 측정할 수 있다. pH미터에 의한 전기적 측정법은 용액속에 담근 지시전극과 기준 전극사이의 전위차를 측정 pH를 결정하는 방법이다. 지시전극의 특성은 pH의 변화에 비례하여 전위차가 변한다는 것인데 이에는 수소전극 퀸히드론 전극 안티몬 전극 유리 전극 등이 있으나 일반적인 측정에는 유리 전극이 많이 쓰인다. 표준이 되는 기준 전극은 수소 전극이지만 사용하기가 불편하므로 유리 전극의 내부 전극과 같은 종류 같은 조성을 가진 포화 카로멜 전극이 쓰이는데 이것은 용액 pH에 관계없이 일정한 전위 전극을 나타내는 특성이 있다.

󰋮 표준 수소 전극의 기전력

계산하면 25℃에서
E = 0.0591이다
이식을 pH에 대해 다시쓰면
pH = log =

수소 전극을 기준 전극에 연결하면 pH는 다음식으로 주어진다.
pH = (E -)/0.0591
(카로멜 전극일때는 = 0.336V)

현재 시판되고 있는 pH미터는 바늘의 눈금이 pH단위로 되어있으므로 용액의 pH미터로 직접 읽을 수 있다. 약한 산의 이온화 상수를 결정하기 위해서는 그 용액중에 존재하는 이온들의 농도와 이온화 되지 않은 산의 농도를 결정하여야 한다. 산의 화학식을 HA로써 표시하기로 하며 수용액 상태에서는 다음과 같은 편형이 이루어진다.

HA + ⇄ +

이 평형상태를 기술하는 평형상수는 다음과 같다.

=

이러한 산의 수용액 중에서는 물의 농도는 실질적으로 일정하므로 우리는 다음과 같이 쓸 수 있다.

Ka = =

이 상수 Ka를 산 HA의 이온화 상수 (또는 해리 상수)라고 부른다. 따라서 용액중에 존재하는 하이드로늄 이온
의 논도와 이온의 농도 해리 된지 않은 산분자 HA의 농도를 측정하면 이온화 상수 Ka를
계산할 수 있다. 산 HA의 농도가 매우 묽거나 또는 너무 진하지 않을 경우에는 다음과 같은 물의 자체 해리에서 생겨 나오는 의 농도를 HA에서 생겨나오는 의 농도에 비하여 무시 할 수 있다.
+⇄+
이러한 경우 용액중에 존재하는 의 농도와 의 농도는 같다고 볼 수 있다 또 Ka값이 작은 약한 산의 경우에는 이들 이온의 농도는 해리되지 않고 분자상태로 남아있는 HA의 농도는 산 원래 농도를 대치 할 수 있다. 따라서 약한산 HA의 수용액에 대한 Ka를 다음과 같이 나타낼 수 있다.

Ka = =

용액의 pH는 -log와 같으므로 농도가 알려진 산 pH 수용액의 pH를 측정하면 Ka값을 정할 수 있다. 산의 이온화 상수 Ka는 모든 평형상수 값이 그러하듯이 온도의 함수이므로 Ka를 얻을때의 온도를 알아 두어야 한다.





󰋮 실험 기구 및 시약

• 기 구

pH 미터, 온도계, 100㎖ 비커 5개, 시험관 1개, 씻기병, 500㎖ 실린더, 메스 실린더, 피펫

• 시 약

0.1M HCL, 0.1M , 증류수 , 미지용액, , 식초산, 완충용액)pH 4.0~5.0)


참고문헌

물리화학실험 (탐구당) p163~165
물리화학실험 (서문출판사) P57 ~ P60

태그 화학, 실험, pH미터, 전위차, ph meter

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