[일반화학실험]생활 속의 산염기 적정 - NaOH의 옥살산을 이용한 적정법

소개글

식초, 오렌지 쥬스 등은 일상생활에서 흔히 접하는 산성 수용액이며, 제산제, 베이킹 소다 등을 물에 용해시키면 염기성 용액을 얻는다. 이러한 산과 염기는 우리 주변에서 매우 다양하게 존재하고 있으며, 산-염기 반응은 모든 화학의 중심이 될 뿐만 아니라 우리 몸속의 화학 변화에도 중요한 역할을 하고 있다.

본 실험은 NaOH의 옥살산을 이용한 적정을 하여보는 일반화학실험입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
(1) 산(acid), 염기(base)의 정의
(2) 중화반응
(3) 적정(Titration)
(4) 지시약
(5) 표준용액(standard solution)
(6) pH meter
3. 실험기구 및 시약
4. 실험 방법
A. 지시약을 이용한 산·염기 분석
A-1. NaOH 표준용액 적정
A-2 식용 식초를 이용한 적정(산 : 식초 약산, 염기 : NaOH 강염기)
B. pH 미터를 이용한 산·염기 분석(A실험과 동일한 용액을 이용)
B-1. NaOH 표준용액 적정
B-2 식용 식초를 이용한 적정
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 주의 사항
8. 참고 자료
9. 참고 문헌

본문내용

과일 주스를 충분히 발효시키면 톡 쏘는 신맛을 내는 식초가 만들어진다. 아세트산 (CH3COOH)이라는 “산”이 만들어지기 때문이다. 이와는 달리 수산화나트륨(NaOH)처럼 미끌거리는 느낌을 주는 “염기”라고 부르는 화합물도 있다. 이러한 산과 염기는 우리주변에서 매우 다양하게 존재하고 있으면서 일상생활과 우리 몸속의 화학변화에 중요한 역할을 하고 있다. 브뢴스테드-로우리의(Brönsted, J. N. & Lowry, T. M) 산-염기 이론에 따르면 수소 이온을 내놓을 수 있는 물질을 “산”이라고 하고, 수소 이온을 받아들일 수 있는 물질을 “염기”라고 한다.
∙ 대표적인 산(Acid) : 염산(), 황산(), 인산()
∙ 대표적인 염기(Base) : 수산화나트륨(), 수산화칼륨(), 암모니아()
주기율표에서 I족과 II족에 속하는 알칼리 족과 알칼리 토금속족에 속하는 원소의 수소화물들이 주로 염기에 해당하므로 염기를 “알칼리”라고 부르기도 한다. 하지만 암모니아()처럼 알칼리 족 원소의 화합물이 아니면서도 염기성을 나타내는 화합물도 많기 때문에 “알칼리”보다는 “염기”라고 부르는 것이 더 일반적인 의미를 갖는다.
산과 염기는 서로 대립적인 특성을 가지고 있고, 산과 염기가 함께 혼합되면 물()와 염(鹽, salt)이 생성되는 “중화 반응”이 일어난다. 양잿물이라고 부르는 부식성이 강한 수산화나트륨()수용액에 역시 부식성이 강한 염산()을 적당히 넣어주면 염화나트륨()이 만들어져서 산과 염기의 부식성이 모두 없어져 버린 소금물이 되는 것이 바로 그런 중화 반응의 예이다.

산과 염기의 중화 반응은 매우 빠르고 화학량론 적으로 일어나기 때문에 중화 반응을 이용해서 수용액 속에 녹아있는 산이나 염기의 농도를 정확하게 알아낼 수 있다. 그런 실험을 산-염기 적정(acid-base titration)이라고 부른다. 적정에서는 뷰렛을 사용하는 장치를 이용한다.

참고 자료

(1) Oxtoby Gillis Nachtrieb Principles of Modern Chemistry 제5판, Thomson 자유아카데미
(2) Exploring Chemical Analysis, Daniel C. Harris, Freeman(publisher), 1997, p.183～206,『Chapter 11. Acid-Base Titrations』
(3) 표준 일반화학실험(제5개정판) 대한화학회 편