[일반물리학 실험] 평형상수의 결정 - 물감지시약의 산 해리상수

소개글

[일반물리학 실험] 평형상수의 결정 - 물감지시약의 산 해리상수에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목 적
2. 시약 및 기구
3. 결 과
4. 토 의
5. 참 고 문 헌

본문내용

응물과 생성물의 농도를 측정하여 결정한다. 평형상수 결정에 필요한 농도는 용액 안의 물질의 빛 흡광도로 얻을 수 있는데 각 물질의 흡광도는 아주 독특하고 고유하다. 물질에 의한 빛의 흡수는 일반적으로 물질의 성질을 구별하는데 쓰여지고 물질이 다르면 아주 상당히 달라진다.
분광 광도계는 분광 측광에 사용되는 측광계이다. 홑빛살 분광 광도계인 최신 모양은 광원에서 나오는 에너지의 작은 분율을 빛 분리기로 나누어지고 램프 출력 변화, 전압변동 및 전자적 불안정성을 보안하기 위한 비교 빛살을 이용한다. 가시부에 대한 석영-할로겐 램프와 자외부의 중수소 등과 같은 두 가지 복사 광원이 사용된다.
분산계 Baush와 Lome 홀로 그래프 회절발이다. 광 증배관은 가시- 자외부 영역의 검출기로 사용되며 규소 고체상 감지기는 적외부 스펙트럼 영역에서 사용된다.1)
Spectronic 1001은 190에서 950 ㎚의 범위와 2 ㎚ 의 스펙트럼 띠나비를 가진다. 여기에는 두 개의 마이크로 프로세스가 들어 있는 데 하나는 주 기기 기능에 관한 것이고 다른 하나는 단색화 장치조절을 위한 것이다.
판독은 기기상의 일파 뉴매직 출력, 프린터 혹은 농도 등이 될 수 있다.
흡수 분광기기 계통의 필수 요소들은 단순히 광원, 초점 광학계, 미지 혹은 표준시료 상자, 파장, 분리장치 및 증폭기가 달린 검출기와 판독기로 되어 있다. 공학적인 관점에서 이와 같은 형태의 시스템은 검출계를 제한시킴이 바람직하다. 즉 제한요인은 검출기에 의해서 발생하는 소음이다. 그러므로 검출기에서 신호 수준을 증가시킬 수 있는 것은 무엇이든지 해야 한다. 보통 이런 측정은 정밀도 혹은 정확도로서 규정된다.2)
두께와 농도를 아는 시료의 단색광의 빛을 통과시켜 투과된 빛의 세기 I를 흡수 물질이 없을 때 투과된 빛의 I0에 대하여 추정함으로써 특정파장의 흡수세기를 결정할 수 있다.
빛의 세기 I는 단위 시간당, 단위 면적당 에너지로 정의된다. 기준용매를 투과 시켜 나온 빛의 세기 I의 비를 투과도라고 한다.
흡수 스펙트럼은 서로 다른 여러 파장에서 투과도 I/I0를 측정하여 그린다. 분광 광도계에 따라서는 스펙트럼이 자동으로 기록되기도 한다. 흡수띠 및 흡수선들의 위치와 세기는 물질의 확인이나 순도의 기준으로 사용된다. 즉 투과도는 물질농도의 정량적인 분석에 이용된다.
광자가 흡수되는 확률은 대개 흡수분자의 농도와 매우 짧은 시료의 경우에는 시료의 두께에 정비례한다. 이 확률은 수학적으로 다음과 같이 표현된다.
I는 특정파장의 빛의 세기이다. 즉 단위시간당, 단위 면적당 에너지이고 dI는 두께가 dx이고 농도 C인 얇은 층에서의 흡수에 의해 생기는 빛의 세기의 변화이며 K는 자연계수 몰 흡광계수이다.
용액두께L을 통과 한 후의 빛의 세기는
이다. 여기서 응용을 하면 Beer-Lambert법칙이 성립된다.
에서 C1, C2, ......은 각각 몰 흡광계수이고 E1, E2, ...은 물질들의 농도이다.3)
평형상수는 실험자료로부터 계산되는 양이다. 이 양을 구하는 한가지 방법은 평형농도를 직접 측정하여 이 양을 질량작용에 표현에 직접 대입시켜 평형상수의 수치를 얻는 방법이다. 또 다른 방법은 반응의 표준자유 에너지를 이용하여 열역학적 평형상수를 계산하는 방법이 있다.
평형상수의 값을 안다는 것은 유용한 일이며 이는 평형계에서 반응물과 생성물의 농도와 관련 있는 계산을 할 수 있게 만들어 주기 때문이다.
5. 참 고 문 헌
(1) 유광식 저, 기기분석방법, 도서출판 대웅, 1994, p256
(2) 안운선 저, 물리화학, 청문각, 1994, p290
(3) 여현철 저, 물리화학, 희중당, 1993, p214～215

키워드

평형상수의 결정 ,   일반물리학 실험,   물감지시약,   산 해리상수,   용액 ,   분광광도계 ,   분광광도계의 시료시험관