7. 산화-환원 적정 과망간산법

소개글

7. 산화-환원 적정 과망간산법에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 날짜
3. 실험 목적
4. 이론
5-1. 실험기구
5-2. 시약
6. 실험방법
7-1. 주의 사항
7-2. 참고사항
8. 생각해볼 사항
9. 실험결과

본문내용

철 이온 몰수 : 과망간산이온 몰수 = 3 : 1 의 비를 가지므로 철 이온의 몰수는 과망간산 이온의 몰수3 이다.
<철의 질량(철 원자량:55.845)>
<철의 무게 퍼센트>
총 350mg 중 112.9mg의 철이 포함되어 있으므로
빠른 반응속도를 위해 용액을 가열해 주어 반응은 에 의하여 촉진된다. 반응 초기에는 생성되는 의 농도가 낮기 때문에 반응이 매우 느리게 진행되지만 시간이 지나 가 적당히 많이 생성되면 반응이 매우 빠르게 진행된다.
온도가 낮으면 반응이 진행되지 않는다. 따라서 실험을 진행할때 60°C이상의 온도가 필수적이다. 만약 온도가 낮으면 산화반응속도가 느려 종말점을 찾기 어렵고, 온도가 높으면 가 분해되기 때문에 온도를 너무 낮지도, 높지도 않게 60°C정도로 유지해야한다.
염산은 과망간산칼륨과 반응하여 산화되어 염소를 생성하고, 질산은 그 자체가 산화성을 띄기 때문에 황산 용액을 사용한다.
과망간산칼륨의 30%~50% 범위에서 적정이 가능하기 때문에 이 범위를 맞추기 위해 적정하기 전에 시료 용액을 70 mL로 묽혀서 적정한다.
9. 실험결과
실험 A. 과망간산 칼륨 용액의 표준화
<측정값>
무게다는 병의 무게 : 63.0 g
무게다는 병과 옥살산 나트륨의 무게 : 63.7 g
옥살산 나트륨의 무게 : 63.7 - 63.0 = 0.7 g
소비된 과망간산 칼륨 용액의 부피 : 1회 9.8 mL
2회 5.8 mL
평균 7.8 mL = 0.0078 L
<계산과정>
옥살산 나트륨 표준 용액의 몰농도
과망간산 칼륨 용액의 몰농도
<결과값>
무게다는 병의 무게 : 63.0 g
무게다는 병과 옥살산 나트륨의 무게 : 63.7 g
옥살산 나트륨의 무게 : 63.7 - 63.0 = 0.7 g
소비된 과망간산 칼륨 용액의 부피 : 1회 9.8 mL
2회 5.8 mL
평균 7.8 mL = 0.0078 L
과망간산 칼륨 용액의 몰농도 : 2.4 M
실험 B. 과산화수소 용액의 정량
<측정값>
3% 과산화수소의 비중 : 1.01 g/mL
과산화수소 용액의 부피 : 10 mL
과산화수소 용액의 무게 : 1.01 g
소비된 과망간산 칼륨 표준 용액의 부피 : 1회 9.5 mL
2회 9.7 mL
평균 9.6 mL = 0.0096 L
<계산과정>
과산화수소의 몰농도
과산화수소 용액의 %농도
<결과값>
3% 과산화수소의 비중 : 1.01 g/mL
과산화수소 용액의 부피 : 10 mL
과산화수소 용액의 무게 : 1.01 g
소비된 과망간산 칼륨 표준 용액의 부피 : 1회 9.5 mL
2회 9.7 mL
평균 9.6 mL = 0.0096 L
과산화수소의 농도(%) : 10478 %
9. 토의
실험결과만을 두고 보았을 때 실험은 실패했다.
실험값 측정까지는 좋았지만 측정값을 가지고 제대로 결과값을 찾아내지 못한 듯 보인다. 과산화수소의 농도가 10000% 이상이 나와 버렸는데, 측정값을 가지고 실험책에 나온 계산 과정을 그대로 따랐다. 계산 과정에서 착오가 있었을 수도 있다.
이번 실험에서 황산을 사용하였는데, 그 이유는 과망간산칼륨 용액을 이온 상태로 유지시켜주기 위한 산성용액이 필요했기 때문이다. 그런데 이때 염산이나 질산을 사용하지 않았는데, 예를 들어 염산은 과망간산칼륨과 반응하여 염소 이온을 배출하고, 질산은 산화질소 이온을 배출하는데 이 이온들은 산화-환원 적정 실험에서 적절한 반응이 나오는 데에 방해요소가 되므로 황산을 사용하였다. 황산은 강산인 동시에 적은 양으로도 과망간산칼륨을 이온화 시킬 수 있는 것이 그 이유이다.
실험책의 서론을 보면 대부분의 경우에 환원제를 일차 표준 물질로 사용해서 표준화를 한 후에 적정에 사용하게 되는데, 이 실험에서는 옥살산 나트륨을 일차 표준 물질로 사용한다. 그 이유는 과망간산칼륨이 미량의 이산화망간을 포함하고 있어서 순수한 물질로 보기 어렵기 때문이다. 옥살산 나트륨은 표준물질의 조건을 만족하는데, 순수한 상태로 얻어질 수 있고, 정제가 쉬우며 일정 조성을 가져야 하고, 가열 건조시 안정해야 하며, 흡습성이나 조해성이 없어야 하며 당량이나 분자량이 커 무게를 잴 때 오차가 작아야 하는 등의 조건 등이 있다.
이번 실험에서는 전과는 다르게 갈색 뷰렛을 사용하였다.
그 이유는 KMnO 용액은 햇빛을 받으면 분해되어 이상화망간이 되기 때문에 갈색 시약병에 보관해야 하기 때문이다. 이처럼 빛을 받으면 변하는 성질을 가진 물질에는 질산은, 진한 질산, 페놀, 포르말린 등이 있는데, 이런 용액들은 모두 갈색 시약병에 보관하는 것이 좋다.

키워드

산화,   환원 적정 과망간산법,   과망간산칼륨,   과산화수소