시계반응 예비리포트

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나트륨을 환원제로 이용하는 반응은 많다.
(6) KI와 (NH4)2SO4를 넣는 이유와 이온 세기에 관하여
평형에 참여하는 이온성화학종에 대한 전해질 영향의 크기는 전하에 따라 증가한다. 예를 들어 0.02M 질산칼륨용액에서 한 쌍의 2가 이온을 가지고 있는 황산 바륨의 용해도는 순수한 물보다 2배 크다. 전해질의 농도가 이와 같은 농도로 변할 때 요오드산 바륨의 용해도는 1.25배이고, 염화은의 용해도는 1.2배이다. 다시 말해면, 평형에 미치는 첨가한 전해질의 영향은 전해질의 화학적 성질과 무관하고, 이온세기(ionic strength)라고 하는 용액의 성질에 의존한다는 것이다. 이온의 세기는 다음과 같이 정의 된다.
이온세기 = μ =
여기서 [A], [B], [C]는 이온 A, B, C의 몰농도이고, ZA, ZB, ZC는 이온의 전하이다. 이제 이 식에 각 실험의 데이터를 입력하여 혼합용액 상태에서의 각 물질의 이온세기를 구해보자. 우선 2,3번째 실험의 경우에는 첨가하는 KCl과 (NH4)2SO4의 부피와 농도가 실제 반응식의 반응 물질인 KI와 (NH4)2S2O8과 동일하므로 이온의 세기는 같을 것이다. 하지만 4,5,6의 실험에서는 혼합하는 부피가 서로 다르기 때문에 혼합 이전에는 농도가 같았어도 혼합용액에서의 농도는 달라진다. 따라서 둘 사이에는 이온의 세기에 차이가 생긴다. 하지만 이것은 각각 100ml와 50ml플라스크에 들어있던 용액끼리의 세기차이가 생긴다는 말이지 최종적으로 혼합용액에서는 모든 이온을 고려하면 이온의 세기가 생기지 않는다.
그러나 만약 이 실험에서 KCl과 (NH4)2SO4를 넣지 않게 되면 용액 속의 모든 이온의 농도에 따라 화학반응의 정도, 즉 활동도가 달라지기 때문에 서로 비교할 수 있는 반응 속도를 측정하기 위해서는 용액속에 들어있는 모든 이온의 농도를 일정하게 만들어주는 것이 좋다.
4. Reference
분석화학제6판, 분석화학 교재 연구회 역, 1996년, p516-529
http://chem1.snu.ac.kr/~chemlab
Principles of Modern Chemisry, 4/ed., Oxtoby & Nachtrieb, Saunders College Pub.,1999, pp. 411-422
표준일반화학실험 제5개정판, 대한화학회, 천문각, 2000, p 191-196
이온 인터뷰, 요네야마 마사노부 저, 현종오 감수, 아카데미 서적, 1997

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