[일반화학실험]pH 측정 및 이온화상수 결정

소개글

강산과 약산의 적정곡선을 살펴보고, 약산의 이온화상수(해리평형상수)를 구해보는 실험레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 실험 결과
7. 토의 사항
8. 참고 문헌

본문내용

실험 목적
강산과 약산의 적정곡선을 살펴보고, 약산의 이온화상수(해리평형상수)를 구해본다.
pH 미터의 조작법을 익힌다.

1. 실험 이론 및 원리
1.1. pH
pH는 용액의 산성 또는 알카리성의 정도를 나타내는 수단으로 몰농도로 나타낸 수소이온농도의 역수의 대수값이다. (몰농도로 나타낸다)
pH = -log[]
pH를 측정하는 방법은 여러 가지가 있으나 산-염기지시약이 수소이온농도의 의하여 변색되는 것을 보고 pH를 결정하는 방법과 pH미터를 이용한 전기적 측정법이 흔히 쓰인다. 약한산의 이온화 상수를 결정하기 위하여는 그 용액 중에 이온들의 농도와 이온화되지 않은 산의 농도를 결정하여야 한다. 산의 화학식을 HA로써 표시하기로 하면 수용액 상태에서는 다음과 같은 평형이 이루어진다.

<중략>

pH 미터
pH는 수소이온농도를 표시하는 것이기 때문에 용액중의 수소이온을 갖는 전기량을 측정하면 정확히 알 수 있다. 일반적으로 한 개의 표준전극(염화제일수은 전극이 많이 사용되고 있음)과 측정전극(유리, 수소, 안치모느 킨히드론 등의 전극)과의 사이에서 생기는 전위차를 전위차로서 읽도록 한 원리로 되어있고 유리전극을 사용하는 것이 대부분이다.
pH 미터의 장점은 다음과 같다. 첫째로 측정범위가 넓고 산화와 환원제는 물론 모두 pH 미터를 측정 할 수 있고, 반유동성인 액체나 가스를 함유한 경우와 적은 시료액에서도 사용이 가능하다. 둘째는 전위차가 매우 빠르게 평형에 도달하기 때문에 측정도중에 pH가 변화할 염려가 있는 용액과 수시로 pH를 변화시켜 측정할 수 있기 때문에 자동조정과 자동제어도 가능하다. 셋째로 그 측정값이 비교적 정확하여 0.01단위까지 측정할 수 있다.

유리 전극과 pH미터의 원리 및 구조
유리의 얇은 막 양쪽에 서로 다른 두 종류의 용액을 넣으면 양쪽 용액의 pH차에 비례하는 기전력이 얇은 유리막 양쪽에 생긴다. 양 용액 중에 전극 E, E'를 넣으면 전위차가 측정되며, pH와 전위차 사이의 관계로 부터 미지의 pH를 알 수 있게 된다. 실제의 pH 미터는 안정한 전압을 나타내는 칼로멜 전극이나 염화은 전극과 같은 것을 사용한다.

참고 자료

화학공학실험, 성기천, 이지위, 김기준, 사이텍미디어, p.49～54, 2000
일반화학실험, 신진수, 강영식, 오인교, 이성홍, 이징영, 하청근공저, 신광문화사, p.125～128, 1998
최신일반화학실험, 배준열, 서종원, 이동섭, 장철현, 엄명헌, 홍종순공저, 동화문술, p.161～165, 2001