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자연과학 자료실 화학실험 자료실 생활 속의 산-염기 분석
[자연과학][화학실험] 생활 속의 산-염기 분석
1. Title : 생활 속의 산-염기 분석
2. Introduction :
이 실험에서는 산-염기 적정 방법을 이용해서 일상생활에서 많이 사용되는 식초, 아스피린, 제산제의 산과 염기의 농도를 측정한다. 제산제나 아스피린 같은 약제는 물에 쉽지 녹지도 않고 중화 반응이 신속하게 진행되지 않는 경우에는 역적정 방법을 사용한다.
3. Principle & Theory :
브뢴스테드-로우리의 산-염기 이론에 따르면 수소 이온을 내놓을 수 있는 물질을 “산”이라고 하고, 수소 이온을 받아들일 수 있는 물질을 “염기”라고 한다.
대표적인 산 : 염산(), 황산(), 인산()
대표적인 염기 : 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 염기성...1. Title : 생활 속의 산-염기 분석
2. Introduction :
이 실험에서는 산-염기 적정 방법을 이용해서 일상생활에서 많이 사용되는 식초, 아스피린, 제산제의 산과 염기의 농도를 측정한다. 제산제나 아스피린 같은 약제는 물에 쉽지 녹지도 않고 중화 반응이 신속하게 진행되지 않는 경우에는 역적정 방법을 사용한다.
3. Principle & Theory :
브뢴스테드-로우리의 산-염기 이론에 따르면 수소 이온을 내놓을 수 있는 물질을 “산”이라고 하고, 수소 이온을 받아들일 수 있는 물질을 “염기”라고 한다.
대표적인 산 : 염산(), 황산(), 인산()
대표적인 염기 : 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.
염산이 들어있는 수용액에 수산화나트륨()수용액을 조금씩 넣어주면 용액의 pH가 변화한다. 즉, 을 넣기 전에는 용액이 강한 산성을 나타내다가 용액에 들어있는 의 양과 정확하게 같은 양의 을 넣어주면 pH가 7이 되고, 을 더 넣어주면 용액이 강한 염기성을 나타내게 된다. 용액 속의 을 완전히 중화시킬 만큼의 을 넣어준 상태를 “ 당량점”(equivalent point)이라고 하고, 당량점에서는 다음과 같은 관계가 성립된다.
여기서 와 는 각각 산과 염기의 노르말 농도이고, 와 는 산과 염기 용액의 부피이다. 당량점 부근에서는 용액의 pH가 급격히 변화하게 되고, 이런 특성을 이용하면 당량점을 실험적으로 쉽게 알아낼 수 있다.
염산과 같은 센 산 대신 아세트산과 같은 약한산을 수산화나트륨으로 적정하면 당량점에서의 pH가 7보다 조금 커지고, 당량점 부근에서 pH의 변화폭도 좁아지기 때문에 당량점을 실험적으로 정확하게 확인하기가 어려워진다.
적정을 이용해서 산이나 염기의 농도를 알아내기 위해서는 농도를 정확하게 알고 있는 염기나 산 용액이 필요하다. 정확한 농도를 미리 알고 있는 용액을 표준 용액(standard solution)이라고 한다.
적정 실험에서 중화 반응이 완전히 이루어졌다고 판단되는 상태를 “종말점(end point)”이라고 부른다. 이상적으로는 종말점과 당량점은 같아야 하지만 여러 가지 불확실도 때문에 실제 종말점은 당량점과 정확하게 일치하지는 않을 수도 있다.
종말점을 정확하게 알아내기 위해서는 적정을 하는 동안에 용액의 pH를 계속해서 확인해서 적정 곡선을 그리는 것이 가장 바람직하다. 용액의 pH는 유리 전극을 이용하여 용액 중의 수소 이온의 농도를 직접 알아내는 pH미터를 사용해서도 측정 할 수 있다. 유리 전극은 용액 속의 수소 이온만이 선택적으로 통과할 수 있도록 특수하게 처리한 얇은 유리막을 이용한다. 유리 전극은 증류수로 깨끗하게 씻어서 사용해야 하고, 오랫동안 공기 중에 노출시켜두면 유리막의 표면이 말라서 못쓰게 되기 때문에 언제나 증류수 속에 넣어두어야 하고, pH를 측정할 때는 유리 전극이 용액자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=11071440&sid=leesk55&key=[문서정보]문서분량 : 10 Page파일종류 : HWP 파일자료제목 : 자연과학 자료실 화학실험 자료실 생활 속의 산-염기 분석파일이름 : [자연과학][화학실험] 생활 속의 산-염기 분석.hwp키워드 : 자연과학,화학실험,생활,속의,산,염기,분석,자료실자료No(pk) : 11071440
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