pH측정과 이온화 상수

소개글

pH측정과 이온화 상수 소스입니다.

목차

Introduction
Principle
Chemicals & Apparatus
Procedure

본문내용

Introduction
산-염기지시약과 유리전극 pH미터로 수용액의 pH를 결정하는 실험을 통하여 지시약의 개념과 pH를 측정하여 산의 이온화 상수를 결정한다.
Principle
pH는 용액의 산성 또는 알칼리성의 정도를 나타내는 수단으로 몰농도로 나타낸 수소이온농도의 역수의 대수값이다.
pH = -log[H3O+]
pH를 측정하는 방법은 여러 가지가 있으나 산-염기지시약이 수소 이온농도에 의하여 변색되는 것을 보고 pH를 결정하는 방법과 pH미터를 이용한 전기적 측정법이 흔히 쓰인다.
산-염기지시약은 산형과 그의 짝염기형이 다른 색깔을 나타내는 약한 산 혹은 약한 염기이며, 산형인 HInd와 염기형인 Ind-의 농도는 지시약 해리상수와 관련된다.
HInd + H2O H3O+ + Ind-
따라서 지시약의 색깔은 [Ind-]/[HInd] = KHInd/[H3O+] 비로 결정되며, 용액의 수소이온농도가 크면 대부분의 지시약은 산형의 색깔을 나타내며, 수소이온농도가 작으면 염기형의 색깔로 변하게 된다. 수소이온의 농도가 지시약의 해리상수와 같으면 산형과 염기형의 농도는 같아진다. 산형과 염기형 사이에서 지시약의 분자분포는 수소이온농도에 달려 있으므로 지시약이 들어 있는 용액의 색깔도 수소이온농도에 따라 변하며, 색깔의 변화를 일으키는 pH범위도 지시약에 따라 다르다. 따라서 몇 가지의 지시약을 써서 색깔을 비교함으로써 대략적인 pH값을 알아낼 수 있다. <표1> 에는 여러 가지 지시약의 변색범위가 나와 있다.
pH미터는 전극을 사용하는 전기적 pH측정장치로서 pH전역에 걸쳐서 측정할 수 있으며, 산화성 및 환원성의 물질이나 비수용액 뿐만 아니라 착색된 용액의 pH도 측정할 수 있다. pH미터에 의한 전기적 측정법은 용액 속에 담근 지시전극 (indicator electrode)과 기준전극 (reference electrode) 전위차 측정에 의하여 pH를 결정하는 방법이다. 지시전극의 특징은 용액의 pH의 변화에 비례하여 전위가 변한다는 점인데, 이에는 수소전극, 퀀히드론전극, 안티몬전극, 유리전극 등이 있으나 일반적인 측정에는 유리전극이 많이 사용된다. 표준이 되는 기준전극은 수소전극 (hydrogen electrode)이지만 사용하기가 불편하므로 유리전극의 내부전극과 같은 종류, 같은 조성을 가진 포와 칼로멜 전극 (saturated calomel electrode)이 쓰이는데, 이것은 용액의 pH에 관계없이 일정한 전극전위를 나타내는 특징이 있다.

참고 자료

D.C Haris "Quantatitive Chemical Analysis" 2nd ed.
Skoog "Principle of Instrumental Analysis" 3rd ed.