전기전도도

목차

◈목적
1. 실험이론
◈첨부이론
2. 기구 및 시약
(1)기구
(2)시약
3. 실험 방법
(1)시약만들기
① 0.02N KCl 용액, (0.02N, 0.0100N, 0.005N, 0.0025N, 0.00125N) NaCl용액, (0.05N, 0.025N, 0.0125N, 0.00625N, 0.00323N, 0.00156N) CHCOOH용액을 준비한다.
② 용액들은 항온조 속에 넣고 25℃를 맞춰준다.

(2)전도도 측정
① 0.02N의 KCl 용액의 전도도를 3번 측정한다.
② (0.02N, 0.0100N, 0.005N, 0.0025N, 0.00125N) NaCl용액, (0.05N, 0.025N, 0.0125N, 0.00625N, 0.00323N, 0.00156N) CHCOOH용액의 전도도를 3번씩 측정한다.
※2주의사항
-전도도미터를 조심히 다루어야 한다.
4. 실험결과
1) 시약만들기
① 농도별 NaCl 만들기
② 농도별 CHCOOH 만들기
2) 전도도 측정
① 0.02N KCl 전도도
1회2회3회평균전도도(㎲)1910190119021904
② KCl 용기상수
L(비전도도) = C(전도도) × K(용기상수)

③ NaCl 전도도(㎲)
④ CHCOOH 전도도(㎲)
⑤ 용기상수(K) 1.44cm 를 이용하여 각 농도별 용액의 비전도도 구하기
- NaCl 비전도도(L)구하기
- CHCOOH 비전도도(L)구하기
⑦ 농도의 제곱근을 독립변수로 한 NaCl과 CHCOOH 당량전도도 그래프 도시
⑧ Λ0(농도 영에까지 외삽한 Λ의 값을 무한 희석에서의 몰 전도율) 구하기
⑨ CHCOOH의 해리도(ɑ = ) 구하기
⑩ CHCOOH의 K구하기
⑪ NaCl 용해도 구하기
5. 고찰
6. 결과
7. 참고문헌

본문내용

90.8scmmol
농도
방법 (Λ = )
0.05N
Λ = = 7.618scmmol
0.025N
Λ = = 10.24scmmol
0.0125N
Λ = = 13.73scmmol
0.00625N
Λ = = 19.10scmmol
0.00313N
Λ = = 27.04scmmol
0.00156N
Λ = = 34.39scmmol
- CHCOOH 당량전도도(scmmol)
⑦ 농도의 제곱근을 독립변수로 한 NaCl과 CHCOOH 당량전도도 그래프 도시
⑧ Λ0(농도 영에까지 외삽한 Λ의 값을 무한 희석에서의 몰 전도율) 구하기
- NaCl은 강전해질 ⇒ 그래프를 외삽하여 나타낸 y절편을 Λ로 결정
Λ = 350.82scmmol 가 된다.
- CHCOOH는 약전해질 ⇒ 용액을 심하게 묽힐 때 Λ가 급격하게 커지기 때문에 외삽할 수 없다.
☞ 외삽하지 않고 H의 당량전도도와 CHCOO의 당량전도도를 더해준다. 이것은 문헌값을 참고한다.
H의 당량전도도는 349.6 scmmol CHCOO의 당량전도도는 40.9 scmmol 이다. 이 둘을 더하면 CHCOOH를 무한 희석에서의 몰 전도율을 390.5scmmol 로 결정할 수 있다.
⑨ CHCOOH의 해리도( = ) 구하기
농도
방법 ( = , Λ = 390.5scmmol)
0.05N
= = 0.01951
0.025N
= = 0.02622
0.0125N
= = 0.03516
0.00625N
= = 0.04891
0.00313N
= = 0.06924
0.00156N
= = 0.08807
⑩ CHCOOH의 K구하기
농도
방법 (K = = )
0.05N
K = = 1.941 × 10-5
0.025N
K = = 1.765 × 10-5
0.0125N
K = = 1.602 × 10-5
0.00625N
K = = 1.572 × 10-5
0.00313N
K = = 1.612 × 10
0.00156N
K = = 3.878 × 10
⑪ NaCl 용해도 구하기
농도
방법 (용해도 = , L = 1×10scm)
0.02N
용해도 = = 6.394×10mol/l
0.01N
용해도 = = 4.461×10mol/l
0.005N
용해도 = = 2.865×10mol/l
0.0025N
용해도 = = 1.995×10mol/l
0.00125N
용해도 = = 1.033×10mol/l
5. 고찰
이번 실험은 이번 실험은 농도가 다른 여러 가지 용액의 전도도를 측정하여 비전도도를 구하고 각각의 당량전도도, 해리도, 용해도, 이온화상수값을 알아보는 실험이었다.
우선 0.02N KCl 용액, (0.02N, 0.0100N, 0.005N, 0.0025N, 0.00125N) NaCl용액, (0.05N, 0.025N, 0.0125N, 0.00625N, 0.00323N, 0.00156N) CHCOOH용액을 준비한다. 준비한 용액들은 항온조 속에서 25℃에 맞춰서 넣어 놓는다. 이것은 온도에 따라 변할 수 있는 값들이 변하지 않고 일정한 값을 구해주기 위해서 이다. 따라서 일정한 온도를 유지시켜 준다. 항온조에 넣어 논 용액들은 실험을 하기 직전 꺼내서 실험을 한다.
실험에서 사용하는 전도도 기계는 용액에 푹 담궈 전극이 잠기도록 해서 측정한다. 또한 실험 전에 25℃의 전도도 보정을 해준다.
용액과 기계가 준비되면 용액들의 전도도를 3회씩 측정해서 평균을 낸다. KCl의 전도도는 용기상수를 구하기 위해 측정하는 것으로 CHCOOH용액과 NaCl용액의 해리도, 용해도, 이온화상수를 구할 때 기준이 될 값이 된다. 각 용액들을 측정할 때에도 ready라는 표식이 떴을 때 값을 읽어주면 된다.
3번씩 측정했을 때 전도도의 값이 일정치 못하게 되는데 이것은 용액을 항온조에서 빼오면서 시간이 지날수록 용액의 온도가 상온과 평형을 이루기 때문에 정확한 25℃에서의 전도도를 측정할 수 없는 것이다.
측정한 전도도 값을 이용해 비전도도, 당량전도도를 구하고 그래프를 그려서 Λ0(농도 영에까지 외삽한 Λ의 값을 무한 희석에서의 몰 전도율)를 구해준다. NaCl은 강전해질로 그래프를 외삽하여 Λ0값을 구할 수 있다. 그 값은 350.82scmmol이다. 그러나 CHCOOH는 약전해질이기 때문에 용액을 심하게 묽힐 때 Λ가 급격하게 커지기 때문에 외삽할 수 없다. 따라서 외삽하지 않고 H의 당량전도도와 CHCOO의 당량전도도를 더해준다. 이것은 문헌 값을 참고한다. 문헌값을 참고해 보면 H의 당량전도도는 349.6 scmmol이고 CHCOO의 당량전도도는 40.9 scmmol 이다. 이 둘을 더하면 CHCOOH를 무한 희석에서의 몰 전도율을 390.5scmmol 로 결정할 수 있다. 이것이 CHCOOH의 Λ0이다. Λ0값을
구해주고 나면 CHCOOH의 해리도( = ), CHCOOH의 K, NaCl 용해도를 구할 수 있다. 이 구한 값을 보면 당량전도도와 용해도 사이의 관계를 알 수가 있다. 당량전도도와 용해도 사이에는 농도가 진할수록 커지는 비례 관계 그래프를 볼 수 있고, α와 Ka는 농도가 묽을수록 커짐을 볼 수 있다. 즉 반비례 관계가 성립함을 볼 수 있다.
6. 결과
우리 실험은 강전해질(NaCl)과 약전해질(CHCOOH)을 이용해 당량전도도와 용해도, 이온화상수 등을 구했다. 이 두 개의 그래프를 보면 강전해질의 기울기 값은 매우 큰 값이 나온 것을 볼 수 있고 약전해질은 기울기 값이 상대적으로 매우 작은 값임을 볼 수 있다. 즉 강전해질은 농도와 크게 상관없이 이온들의 해리가 잘 이루어져 해리가 잘 이루어지지 않는 약전해질에 비해 당량전도가 농도의 영향을 많이 받지 않음을 알 수 있다. 그에 반해 약전해질은 농도의 영향을 많이 받음을 알 수 있다.
또한 이 실험을 통해 알 수 있는 점은 전도도 값이 온도에 민감하게 반응하므로 온도를 맞춰주는데 주의를 줄 필요성이 있다.
7. 참고문헌
①P.W.Atkins, 안운선, 물리화학의 요점, 청문각, 1997, p290 - p292
②SKOOG 외 4명, 박기채역, 분석화학, 자유아카데미, 2004년, 265p, 368p
③Laidler, Meiser , 물리화학 , 김건 , 자유아카데미 , 2001“ , 321p - 314p

키워드

전기전도도,   분석실험,   분석화학,   실험,   화학,   전도도,   CHCOOH,   평형상수