pH의 측정

소개글

pH의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 날짜
2. 실험 제목
3. 실험 목표
4. 실험 이론
5. 실험 기구 및 시약
6. 실험 방법
7. 실험결과
8. 고찰
9. 참고 문헌

본문내용

주황색의 고운 분말 형태를 가지며 자극적인 냄새를 지니고 있는 지시약이다. 메틸오렌지는 산성 용액에서는 오렌지색이고 염기성에서는 노란색을 나타낸다. 메틸오렌지의 변색 범위는 수소이온 농도 지수가 3.1 이하에서는 붉은색, pH 4,4 이상에서는 노란색. pH 3.1~4.4에서는 주황색을 띤다. 따라서 pH 3.1~4.4 범위에서 주로 사용한다.
④ BTB 용액
BTB 용액은 지시약으로 주로 중화 적정이나 광합성 반응을 확인할 때 사용한다. BTB 용액은 산 염기 지시약으로 산성에서는 노란색을 나타내며 중성에서는 녹색, 염기성에서는 청색을 나타낸다. BTB용액의 변색 범위는 pH 6.0 이하에서는 노란색, pH 7.6 이상에서는 푸른색을 띠고 pH 6.0~7.6에서는 녹색을 띤다.
⑤ 트로페올린OO
트로페올린 OO는 분석용 시약으로 산 염기 지시약, 흡착 지시약, 아연의 검출에서 사용되며 산성에서는 적색, 염기성에서는 황색을 띤다. 트로페올린 OO의 변색 범위는 pH 1.4이하에서는 적색을 나타내며 pH 2.6이상에서는 황색을 나타낸다.
⑥ 알리자린옐로우 R
알리자린옐로우 R은 지시약으로 산성에서는 노란색을 나타내며 염기성에서는 적색을 나타낸다. 알리자린 옐로우 R의 변색 범위는 pH 10.0이하에서는 노란색을 띠고 pH 12.0 이상에서는 적색을 띤다.
⑦ 인디고카민
인디고카민은 염기성을 나타내는 지시약으로 물에 용해되면 보라색을 띤 청색을 나타내며 환원되면 노란색으로 변한다. 인디고카민의 변색 범위는 pH 11.4~13.2에서 변색을 일으키키 때문에 염기성에서 사용하는 지시약으로 알려져있다.
6) pH 미터
pH 미터는 전극을 사용하는 전기적 pH 측정 장치로 pH 전역에 걸쳐 측정가능하며 산화성, 환원성 물질, 비수용액 비수용액: 용매가 물이 아닌 용액
, 착색된 용액의 pH도 측정할 수 있다. pH미터는 검출부와 지시부로 구성되어 있으며 검출부는 유리전극과 비교 전극으로부터 기전력을 검출하고 지시부에서는 검출한 기전력을 pH로 알려주는 역할을 한다. pH 미터 측정법은 용액 속에 담근 지시 전극과 기준 전극 사이의 전위차 측정에 의해 pH를 결정하는 방법이다. pH를 정확하게 알고 있는 표준 용액에 담그고 용액의 pH를 정확하게 지시하도록 조절한다. 다음으로 알고자 하는 용액의 pH를 측정하는 것이다. pH측정은 기준 전극과 지시 전극을 화학적으로 연결하여 전지를 꾸며서 두 전극 사이의 기전력을 구한다.
실험 기구 및 시약: , , 증류수, 메틸오렌지, 트로페올린OO, 알리자린옐로우 R, 인디고카민, pH 미터기, 메스실린더, 비커, 1회용 스포이드, 시험관
실험 방법
표준용액 생성 방법
또는 용액 5ml을 깨끗한 시험관에 취한다.
1)의 용액 0.5ml와 증류수 4.5ml를 혼합하여 0.01M 농도 조건의 시험관을 만든다.
위와 같은 방법으로 0.0001M, 0.00001M, 0.000001M농도로 희석한다.
① 실험에 쓰일 지시약과 0.1M. 0.01M, 0.001M, 0.0001M 5ml를 시험관에 넣어 준비한다.
② 준비한 시험관에 지시약을 각각 1방울 정도 떨어뜨리고 색을 관찰한다.
③ pH 미터기와 검체들을 준비하고 pH를 측정한다. (pH 미터기의 숫자는 뒤의 2자리를 소수점으로 읽어주면 된다.)
실험결과
1) 실험에서의 지시약 색
- 메틸 오렌지
캡처 사진
색깔
붉은색
붉은색
붉은색
주황색
- 트레페올린O.O
캡처 사진
색깔
자주색
붉은색
주황색
노란색
알리자린옐로우 R
캡처 사진
색깔
붉은색
붉은색
붉은색
노란색
인디고카민
캡처 사진
색깔
초록색
파란색
파란색
파란색
2) NaOH 용액의 농도를 통한 수소 이온 농도와 pH 계산
NaOH이온 농도
수소 이온 농도
pH
13
12
11
10
수소 이온 농도
①
②
③
④
pH
①
②
③
④
3) pH 미터기로 측정한 pH값
HCl
1.77
2.73
3.93
5.47
NaOH
12.54
12.00
11.17
10.06
오차율
①
②
③
④
고찰: 이번 실험은 pH의 원리를 이해하고 pH 미터기와 지시약을 사용하여 색 변화 관찰을 살펴보고 pH를 측정하는 실험이다. pH의 정확한 뜻은 수소 이온 농도 지수로 수소이온의 농도를 간단한 숫자로 나타낸 것이다. 그전까지는 명확하게 알지 못하였는데 pH, pOH의 개념을 알고 비교해보며 학습할 수 있었고 지시약이 산성과 염기성일 때 어떤 색 변화를 일으키는지, 변색 범위를 알 수 있었다. 실험은 용액을 가지고 실험하였으며 염화수소 용액에 메틸오렌지와 트로페올린 지시약을 첨가하여 색의 변화를 관찰하였고 수산화 나트륨 용액에 알리자린옐로우 R과 인디고카민 지시약을 첨가하여 색의 변화를 관찰하였다. 그 결과 농도가 진한 용액에서 색이 보다 선명하고 산성, 염기성에서 변색되는 색이 뚜렸했다. 하지만 농도가 희석될수록 색이 선명하지 않거나 pH가 낮아져 다른 색으로 변하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 사실을 토대로 지시약의 pH변화에 따른 색 변화에 대해 맞음을 확인할 수 있었다. 다음으로 pH미터기를 통해 pH값을 직접 측정하였다. 실험 결과에서는 농도를 통해 구한 pH 값을 이론값으로, 미터기를 통해 구한 pH값을 실험값으로 농도로 구한 것 미터기로 구한 pH것을 오차 비교한 결과 0~약 3.5%의 오차율을 구할 수 있었다. 실험에서 오차가 발생한 원인은 미터기를 통해 pH값을 구할 때 초기 미터기 조정이 잘못 되었을 경우 제대로된 pH값을 구하지 못해 오차가 발생할 수 있다. 또한 측정 후 세척을 잘 하지 않아 전에 실험했던 다른 용액과 섞일 경우에도 오차가 발생할 수 있다. 오차를 줄이기 위해서는 측정 전 pH값이 올바르게 측정되는지 확인하고 깨끗이 세척을 해야할 것이다.
참고 문헌:
실험 이론: 네이버 지식백과 화학 백과 산 검색
실험 이론: 네이버 지식백과 화학 백과 염기 검색
실험 이론: 네이버 지식백과 화학 백과 지시약 검색
실험 이론: 네이버 지식백과 두산 백과 염기 검색
실험 이론: <줌달의 일반화학> 화학교재 연구회
실험 방법: 단국대학교 출반부 (공학용) <대학 화학실험법> 대학화학실험법 편찬위원회

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