지시약의 작용원리

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 결과
4. 실험 토의

본문내용

1. 실험 목적
용액 중에 존재하는 지시약의 산성형과 염기형의 농도를 알아내고 이를 이용하여 산 염기 지시약 용액의 pH를 변화시키면서 지시약의 이온화 상수와 변색범위를 알아낸다.

2. 실험 원리

◎완충용액
완충용액은 외부로부터 어느 정도의 산 또는 염기를 가해도 그것들의 영향을 받지 않고, 수소이온농도를 일정하게 유지하려고 하는 용액. 완충액이라고도 한다.
일반적으로 약한 산과 그 염, 또는 약한 염기와 그 염의 혼합용액이 완충작용을 한다. 예를 들면, 약한 산으로서의 아세트산, 그 염으로서의 아세트산나트륨에 대해서 생각하면, 아세트산에 대해서는
CH3COOH ↔ CH3COO(－) ＋ H(＋)…①
과 같은 해리평형이 성립되어, 아세트산에 비해서 아세트산이온의 농도는 매우 작다. 한편, 아세트산나트륨은
CH3COONa → CH3COO(－) ＋ Na(＋)…②
과 같이 대부분이 해리하므로, 용액 속의 아세트산이온의 농도는 아세트산나트륨의 농도에 따라 결정된다. 이 용액에 외부에서 수소이온 H+이 가해지면(산을 가하면), ②식에서 생긴 대량의 CH3COO－과 반응하여 ①식의 평형에 의해서 오른쪽에서 왼쪽으로 나아가고, 가해진 H＋은 아세트산이 되어 제거되므로, 용액의 수소이온농도는 거의 변하지 않는다. 또 수산이온 OH－이 가해지면(염기를 가하면) 용액 속의 H＋은 중화되어 제거되지만, ①식의 평형은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행하여 다시 H＋을 생성하여 용액의 수소이온농도를 거의 일정하게 유지하게 된다. 이와 같은 작용을 완충작용이라 하며, 화학반응은 물론 생체 내에서도 중요한 구실을 한다.

◎ 지시약
지시약은 수용액의 액성에 따라 즉, 산성이냐 중성이냐 염기성이냐에 따라 그 색깔이 변함으로써 중화 반응이 일어나는 것을 눈으로 직접 확인하게끔 해 주는 화합물을 말한다.
이런 지시약은 대개 약한 산성 또는 약한 염기성 물질로 이루어져 있다.
어떤 지시약의 산성형을 HInd, 그 짝염기형을 Ind-라고 표시하면 그것의 산염기 평형은


Ka는 지시약의 산 이온화 상수이다.


만약 [H3O+]가 Ka보다 상대적으로 크면 이 비율은 크게 되므로 [HInd]이 [Ind-]에 비해 클 것이다.

참고 자료

없음