[실험보고서] pH 측정 - 지시약의 변색원리를 이해하고, 이를 이용하여 미지용액의 pH를 측정한다

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 이 론
1. 수소 이온 농도
1.1 물의 자동 이온화
1.2 수소 이온 농도
2. pH(수소 이온 지수)

3. pH meter

4. 실험 시약 및 기구

5. 실험 방법
1)예비 실험
2)지시약에 의한 pH 측정
3) pH 시험지에 의한 pH 측정
4) pH meter에 의한 pH 측정

6. 결과

7. 고찰

8. 위험시약(HCl 등)을 다룰 때의 주의 사항

본문내용

현성을 확인한다.
온도
(℃)
표 준 용 액
옥살산염
프탈산염
인산염
붕산염
탄산염
0
1.67
4.01
6.98
9.46
10.32
5
1.67
4.01
6.95
9.36
10.25
10
1.67
4.00
6.92
9.33
10.18
15
1.67
4.00
6.90
9.27
10.12
20
1.68
4.00
6.88
9.22
10.17
25
1.68
4.01
6.86
9.18
10.2
30
1.69
4.01
6.85
9.14
9.97
35
1.69
4.02
6.84
9.10
9.93
40
1.70
4.03
6.84
9.07
-
45
1.70
4.04
6.83
9.04
-
50
1.71
4.06
6.83
9.01
-
55
1.72
4.8
6.84
8.99
-
60
1.73
4.10
6.84
8.96
-
70
1.74
4.12
6.85
8.93
-
80
1.77
4.16
6.86
8.89
-
90
1.80
4.20
6.88
8.85
-
95
1.81
4.23
6.89
8.83
-
다시 측정용 스위치를 끄고 비커에 올려서 증류수로 여러 번 깨끗이 씻은 다음 거름종이로 물기를 닦은 후 측정하고자 하는 용액의 pH에 따라 다음 조작을 계속한다. 측정하고자 하는 용액의 pH가 7인 경우 에는 전극을 프탈산염 표준 용액에 담가 측정스위치를 넣고 간이형 pH meter로 표 9.1의 값과 ±0.1 이내로 일치하는가를 조사하고, 만일 일치하지 아니할 때에는 표 9.1의 값과 일치되도록 감도 조절 다 이얼을 돌려서 맞춘다. 측정하고자 하는 용액의 pH가 7이상인 경우에는 붕산염 표준 용액에, pH가 2이 하인 경우에는 옥살산염 표준 용액에, pH가 10 이상인 경우에는 탄산염 표준 용액에 각각 전극을 담가 위의 조작에 따라 처리한다. pH 11 이상의 측정에는 탄산염을 포함하지 않은 0.1M 수산화나트륨 용액 및 25℃에서 포화수산화칼슘을 표준 용액으로 사용하는데 이 수용액의 각 온도에서의 pH는 표 9.2와 같다.
온도
0.1M 수산화나트륨 용액
포화 수산화칼슘 용액
0
13.8
13.43
5
13.6
13.21
10
13.4
13.00
15
13.2
12.81
20
13.1
12.63
25
12.9
12.45
30
12.7
12.30
35
12.6
12.14
40
12.4
11.99
45
12.3
11.84
50
12.2
11.70
55
12.0
11.58
60
11.9
11.45
pH 측정
pH meter의 조정이 끝난 다음에 곧 다음 순서에 따라 용액의 pH를 츠겆ㅇ한다. 전극을 들어올려 끝을 깨끗이 증류수로 씻고 거름종이로 물기를 닦은 다음 다시 전극을 용액에 담가 조심스럽게 용액을 흔든 다. 측정 스위치를 넣고 바늘이 안정되면 pH 값을 읽는다. 세 번 측정한 값이 ±0.1 이내의 범위에서 일치되도록 한 다음 그 값을 평균하여 용액의 pH를 결정한다. pH 11 이상을 측정할 때에는 보통의 유리 전극은 알칼리 오차가 생겨서 측정값이 낮은 값을 나타내기 쉽다. 측정하고자 하는 용액과 다른 온도에 있는 표준 용액으로 조정한 경우, 온도보정 다이얼의 눈금을 측정하고자 하는 용액의 온도에 맞춘다. 또는 자동온도 보정용 감온부를 측정하고자 하는 용액에 담가 측정한다.
측정이 끝나면 전원 스위치를 그고 전극의 끝을 증류수로 깨끗이 씻은 다음 유리전극은 증류수 속에, 기준 전극은 적당한 농도의 염화칼륨 용액 속에 끝을 담가 보관한다.
미지 시료 용액
실험 2)의 의 미지시료 용액의 pH 값을 유리 전극 pH 미터로 측정하고, 지시약으로 특정한 값과 비교한다. 또한 수돗물과 증류수에 대하여도 측정해 본다. 될 수 있으면 곧 증류한 증류수와 유리병에 며칠 경과한 증류수의 pH 및 이들을 각각 비커에 넣고 약 10분 동안 끓인 다음 실온까지 식힌 증류수의 pH를 측정하여 서로 비교한다.
6. 결과
①. pH 시험지
사진
pH 시험지
NaOH
HCl
사진
산
(위쪽 5개의 시험관 : 산염기 지시약이며 pH 3이하에서 적, 4.4 이상에서 황색을 나타냄
메틸오렌지, 아래쪽 5개의 시험관 : 산염기 지시약이다. pH 1.0~2.0에서 빨강, pH 2.6~8.0에서 노랑, pH 9.6이상에서 파랑이다.
티몰블루)
강 약
염기
(아래쪽 5개의 시험관 : 인디고를 설폰화하여 얻는 파란색 산성 염료. 분석용 시약으로도 쓰인다.
인디코카아민, 위쪽의 5개의 시험관 : 알리자린엘로우)
약 강
②. 지시약
③. pH meter
결과
M 농도
산
1.33
2.30
2.91
3.8
5.5
염기
12.47
11.68
10.92
10.00
8.7
7. 고찰
어떻게 보면 쉬운 실험인 듯 했지만, 무려 20개의 시험관으로 각각 산 10개, 염기 10개를 나누어 3mL를 덜고 증류수를 붇고 이러한 행동을 많이 해야 하기 때문에 자칫 잘못하면 다 잘 못 될 수도 있기 때문에, 다른 실험보다 더욱 집중을 해야 했다. 하지만 실험을 다 한 후 리트머스 종이에 산과 염기를 판단하는 실험과, 산은 티몰블루와 메틸 오렌지를 이용하여, 염기는 인디코카아민과 알리자린엘로우의 지시약을 이용하여 실험 할 때, 우리가 의도한 것대로 색이 잘 나와서 뿌듯하였다. 이번 실험으로 pH meter기의 조작법을 알게 되었고, 하지만 pH 측정기로 측정할 때 값이 바뀌어서 측정하기 힘들었다. pH meter기를 한 개를 가지고만 실험을 하다 보니 바로 직전 측정했던 시약이 기계에 남아있어 정확한 pH의 값이 안 나온 것 같다.
8. 위험시약(HCl 등)을 다룰 때의 주의 사항
- 시약을 이동할 때에는 시약병을 한 손으로는 바치고 다른 한 손으로는 시약병의 몸통을 잡고 이동한다.
-시약의 냄새를 맡고자 할 때에는 얼굴을 향하여 손으로 부채질하여 냄새를 맡는다.
-독성이 있거나 냄새가 심한 기체가 발생할 때에는 반드시 후드에서 실험해야 한다.
-대부분의 시약은 유독하므로 맛을 보아서는 안된다.
-시약은 반드시 시약병의 표지를 확인한 후 사용하도록 한다.
-진한 산을 묽힐 때에는 물을 천천히 저으면서 산을 조금씩 가한다. 단, 물을 산에 부으면 안된다.
-공해 물질은 반드시 회수통을 이용하여 모두 회수하며, 싱크대와 쓰레기통에 버려서는 안된다.

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실험,   pH 측정,   지시약,   pH,   변색원리