[화학실험] 생활속의 산-염기 분석

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2009.09.03 / 2019.12.24
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목차: 실험. 생활속의 산-염기 분석
<실험 목적>
<실험 이론>
1. 직접 적정 (direct titration)
2. 역적정법 (back titration)
<실험 기구 및 시약>
<실험 방법>
실험A. 식초 분석
실험B. 아스피린 분석
실험C. 제산제 분석 - 역적정법
<주의 및 참고사항>
<실험 결과>
A. 식초
B. 아스피린
C. 제산제
<토의>

본문내용: 실험. 생활속의 산-염기 분석

<실험 목적>
산-염기 중화적정을 이용하여 식용식초, 아스피린, 제산제의 산과 염기의 농도를 알아낸다.

<실험 이론>
브뢴스테드-로우리의 산-염기 이론에 따르면 수소 이온을 내 놓을 수 있는 물질을 "산"이라고 하고, 수소 이온을 받아들일 수 있는 물질을 "염기"라고 부른다.
ex) 산(acid); CH3COOH, HCl, H2SO4, H3PO4
ex) 염기(base); NaOH, KOH, NH3
산과 염기는 서로 대립적인 특성을 가지고 있고, 산과 염기가 함께 혼합되면 물(H2O)과 염(salt)이 생성되는 "중화반응"이 일어난다.
HCl + NaOH NaCl + H2O
산과 염기의 중화반응은 매우 빠르고 화학량론적으로 일어나기 때문에 중화반응을 이용해서 수용액 속에 녹아 있는 산이나 염기의 농도를 정확하게 알아낼 수 있다. 그런 실험을 산-염기 적정(acid-base titration)이라고 부른다.
염산이 들어 있는 수용액에 수산화 나트륨 수용액을 조금 씩 넣어주면 용액의 pH가 변화한다. 즉, 수산화 나트륨을 넣기 전에는 용액이 강한 산성을 나타내다가 용액에 들어있는 염산의 양과 정확하게 같은 양의 수산화나트륨을 넣어주면 pH7가 7이 되고, 수산화나트륨을 더 넣어주면 용액이 강한 염기성을 나타내게 된다. 용액 속의 염산을 완전히 중화 시킬 만큼의 수산화 나트륨을 넣어준 상태를 "당량점"(equivalent point)이라고 하고, 당량점에서는 NA•VA = NB•VB 과 같은 관계가 성립된다. ( NA와 NB: 산과 염기 농도, VA , VB : 산과 염기 용액의 부피 )당량점 부근에서는 용액의 pH가 급격히 변화하게 되고, 이런 특성을 이용하면 당량점을 실험적으로 쉽게 알아낼 수 있다.
염산과 같은 강한 산 대신 아세트산과 같은 약산을 수산화나트륨으로 적정하면 당량점에서의 pH가 7보다 조금 커지고, 당량점 부근에서 pH의 변화폭도 좁아지기 때문에 당량점을 실험적으로 정확하게 일치하지는 않을 수도 있다.
적정 실험에서 중화반응이 완전히 이루어졌다고 판단되는 상태를 "종말점(end point)이라고 부른다. 이상적으로 종말점과 당량점은 같아야 하지만 여러가지 불확실도 때문에 실제 종말점은 당량점과 정확하게 일치하지는 않을 수도 있다.
종말점을 정확하게 알아내기 위해서는 pH미터가 없을 경우 수용액의 pH에 따라서 색이 변하는 지시약(indicator)을 사용해야 한다. 지시약은 그 자체가 약한 산이나 약한 염기인 복잡한 유기 화합물이다. 그러므로 지시약을 너무 많이 사용하면 적정의 불확실도가 커지게 되므로 최소량을 사용해야 하고 지시약의 종류에 따라서 색이 바뀌는 pH범위가 다르기 때

자료평가

자료가 참으로 훌륭했어요.. 고찰부분에서도 아주 상세하게 잘 표현해줬답니다.
계산과정도 자세하게 잘 나타나 줘서 데이터 이용에서 계산하기 참으로 좋았답니다.
toydo***
(2010.07.19 11:47:10)

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