염산희석액의 다양한 색깔변화

소개글

염산희석액의 다양한 색깔변화에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.Title. 염산 희석액의 다양한 색깔변화
2.Introduction
3.principle & Theory
4.Apparatus & Reagent
5.Procedure
6.Result
7.discussion & Feeling
<출처>

본문내용

메틸오렌지와 메틸바이올렛이 사용되었다. 이들에 대해 알아보자면 먼저 메틸오렌지는 주황색 결정으로 아조염료의 하나이다. 염기성용액 속에서는 아조기를 유지하다가 산성용액 속에서 수소이온이 붙으면서 구조가 바뀌어 색이 변한다. 염기성용액에서는 노란색을 띠고, 용액의 산성도가 강해질수록 붉은색을 띤다. 변색범위는 pH 3.1∼4.4 이며 pH 3.1 이하에서는 붉은색, pH 4.4 이상에서는 노란색을 띈다. 다음으로 메틸 바이올렛에 대해 알아보면 염기성 보라색 염료로서 산성에서는 노란색, 염기성에서는 푸른빛을 띤 녹색으로 변하는 성질이 있다. 변색범위는 pH 1.5~3.2이고 pH 1.5이하에서는 청록색, pH 3.2이상에서는 보라색을 띈다.
실험과정을 살펴보면 1M농도의 HCl 100ml를 준비한다. 이 때 HCl의 비중과 몰질량을 이용해서 100ml안에 들어가는 실제 HCl의 양을 구하면
HCl의 비중 : 1.18 HCl의 몰질량 : 36.5g/mol 이므로
36.5g/mol × 1mol/L × 100ml ×1L/1000ml × 100/36 × 1ml/1.18 ≒ 8.6ml
즉, 8.6ml HCl에 증류수 91.4ml을 더 넣어 1M HCl 100ml를 만들어 주어야한다.
이렇게 만들어 준 HCl 100ml의 비커에 pH0 이라고 라벨을 붙여주었다. pH0 비커에서 HCl 10ml를 따라내어 100ml로 희석하여 pH1이라고 라벨을 붙였다. pH1에서 HCl 10ml를 따라내어 100ml로 희석한 뒤 pH2라벨을 붙였다. 이 과정을 반복하여 pH3, pH4, pH5를 만들었다. 만들어 준 용액을 두 가지 샘플로 나눈 뒤 한 세트에는 메틸오렌지 몇 방울을, 다른 시트에는 메틸 바이올렛 몇 방울을 넣어주고 변화를 관찰했다. 메틸오렌지를 넣어준 세트에는 각각 pH별로 진한 분홍(pH0)에서 노랑(pH5)으로 색이 변화하였다. 메틸오렌지의 성질을 통해 보면 메틸오렌지는 산성에서 붉은 색을 염기성에서 노란색을 띄므로 pH0에서 pH5로 가는 동안 용액이 희석되면서 산성에서 염기성으로 변화하였음을 확인할 수 있다. 또한 pH 3.1 이하에서는 붉은색, pH 4.4 이상에서는 노란색을 띄는데 나머지 용액은 분홍색에서 시작했으므로 pH 3.1보다 높고 pH 4.4보다는 낮음을 알 수 있다. 그리고 노란색을 띄는 pH5는 pH 4.4 이상인 용액임을 짐작할 수 있다. 메틸 바이올렛을 넣어준 세트의 변화를 살펴보면 pH0에서 pH5로 가면서 연두색에서 파랑, 보랏빛을 띄는 색을 나타냄을 확인할 수 있다. 메틸 바이올렛의 성질을 통해 보면 산성에서는 노란색, 염기성에서는 푸른빛을 띤 녹색을 띈다고 했으므로 이 세트 또한 산성에서 염기성으로 변화하였음을 확인 할 수 있었다. 또한 pH 1.5이하에서는 청록색, pH 3.2이상에서는 보라색을 띄는데 pH0은 연두색을 띄었으므로 pH 1.5이하 임을 짐작할 수 있다. 나머지는 pH 1.5보다 높고 pH5의 경우에는 보라색이 나왔으므로 pH 3.2 이상임을 알 수 있다. 이렇게 지시약을 이용하니 간단하고 알기 쉽게 용액의 pH와 산성에서 염기성으로 변화하는 과정을 관찰할 수 있었다. 이번 실험에서 우리 조는 약간의 실수를 했는데 pH4와 pH5를 만드는 과정에서 용액을 희석시켜 100ml를 만들 때 정확하게 재지 못하고 조금 더 많은 양의 증류수를 넣어준 것이다. 물론 이 실험은 희석된 용액의 농도에 따른 지시약의 색변화를 관찰하는 실험이고 각각 순서에 맞는 희석용액만 있으면 되는 실험이었지만 만약 작은 양 차이에도 실험결과가 크게 좌우되는 실험이었을 경우 실험이 실패하는 것은 당연한 일일 것이다. 따라서 앞으로는 이러한 실수가 없도록 좀 더 조심하고 실험을 할 때는 작은 것에도 결과가 바뀔 수 있다는 점을 유의하고 주의해야 한다는 것을 좀 더 깊이 새겨야 할 것이다.
자료를 조사하던 중에 의문점이 생겼는데 지시약의 변색범위가 지시약마다 다른 이유이다. 즉, 지시약들이 산성과 염기성에서 다른 반응을 보이는데 그 변색되는 범위가 각각 다른 이유에 대해 의문점이 생겼다. 이에 대해 알아보았는데 지시약 자체도 일종의 약산이라고 생각한다면 지시약을 HIn이라고 가정할 때 이온화하면 H+와 In-로 나눠진다. 지시약은 산(HIn) 일 때와 염기(In-) 일 때의 색이 다르고 지시약마다 이온화 정도 또한 다르다. 즉, 약산으로서의 세기가 다르므로 이온화가 잘 되는 지시약은 낮은 pH에서 산성형색에서 염기형색으로 변화가 일어나며 이온화가 잘 안 되는 즉, 산성이 매우 약한산은 높은 pH에서 산성형색에서 염기형색으로의 변화가 일어나게 되어 변색범위가 달라지는 것이다.
이번 실험은 까다롭지 않고 쉽게 해낼 수 있는 실험이었다. 처음 자료를 조사할 때는 책에도 없는 실험과정이고 찾아도 자료가 잘 나오지 않아서 조금 막막하고 걱정과 불안이 앞섰는데 막상 실험을 시작하니 생각 외로 간단하고 재밌는 실험이었다. 특히 눈으로는 알 수 없던 용액의 pH나 산성에서 염기성으로 변하는 과정을 지시약을 통해서 좀 더 명확하게 알 수 있었던 것 같아서 실험 이해를 쉽고 재밌게 할 수 있었다. 마지막 결과물을 모두 모아 사진을 찍을 때는 농도에 따라 지시약의 반응색이 다양했기 때문에 플라스크안의 결과물들이 너무 예쁘고 신기했다. 처음에는 불안감으로 시작한 실험이었지만 결과도 만족스럽고 너무 재밌게 끝낸 실험이라 기억에 많이 남을 것 같다. 또한 이론들도 조사과정은 힘들었지만 실험이 간단하고 이전부터 조금은 알던 내용이어서 쉽게 이해되고 기억될 것 같다. 다음에도 이렇게 재미있고 유익한 실험을 하고 싶다.
<출처>
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염산희석액의 다양한 색깔변화,   염산,   염산희석액,   색변화,   일반화학실험