PH측정 실험보고서

소개글

PH측정 실험보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험재료

4. 실험기계 및 기구

5. 실험순서

6. 이론
(1) PH
(2) PH 지시약
(3) 수소전극
(4) 퀸히드론 전극
(5) 안티몬전극
(6) 유리전극
(7) PH 표준액
(8) PH 표준액의 성질
(9) PH 표준액을 만드는 방법

7. 고찰

본문내용

륨 KH2PO4 3.4g + 인산나트륨 Na2HPO4 3.55g
/ℓ용액
붕산나트륨 Na2B4O710H2O 3.81g/ℓ 용액
탄산수소나트륨 Na2HCO3 2.10g + 탄산나트륨 Na2CO3
2.65g/ℓ 용액
수산화칼슘 Ca(OH)2를 25℃에서의 포화시킨 용액
수산화나트륨 NaOH 4.01g/ℓ 용액
표1.2는 일상 쓰여지고 있는 PH 표준액의 명칭과 그의 각 온도에서의 PH치이며 PH1.6부근의 규산염 표준액으로부터 PH13부근의 1/10몰 수산화나트륨용액에 이르기까지의 7종류의 것이 있다. 표1.3에는 각 표준액의 조성이 표시되고 있다. 예를 들어 첫번째 표준액에 대해서 설명하면 명칭이 규산염표준액이며 0에서 95℃에까지 도달할 때 각 온도에 대해서 표에 표시한 바와 같이 1.67～1.81PH치를 가지고 있다. 그 조성은 표1.3의 첫번째에 있듯이 4규산칼륨의 1/20몰용액이며 이것을 만들려면 4규산칼륨 12.71g를 순수에 녹여서 1ℓ로 하면 된다.
(8) PH 표준액의 성질
① 다른 물질을 넣거나 물로써 희석하더라도 PH치가 거의 변하지 않을 것. 이것은 사용중에 용기나 전극등에 부착되어 있는 다른 물질이 혼합되거나 물을 가하는 것등으로 아무리 적은 양이라고는 하지만 피할 수가 없으므로 가장 중요한 성질이다.
② 온도에 의해서 PH치가 그다지 변화하지 않을 것. 소량액의 온도를 정확하게 계측하기는 어렵기 때문에 표준액에 이 성질이 있으면 다소의 온도측정 오차가 있다 해도 PH치의 오차는 적으므로 편리하다.
③ 변질하지 않고 장기보존을 할 수 있을 것. 이것은 보존상 필요하다.
④ 제작하기 쉬울것. 필요한 순도의 원료가 쉽게 입수될 수 있으며 누구라도 만들 수가 있다고 한다면 처음부터 바람직한 일이다.
여기에서 PH표준액은 ①의 성질로서 크나큰 완충작용을 가진 것이 많으며 완충용액(buffer solution)이라고 부르기도 한다. 그렇다면 어느정도의 완충작용이 있는가 구체적인 예를들면 표1.4와 같다. 완충치라고 되어 있는 것은 표준액의 1ℓ PH만큼 변화시키는 데 필요한 강산, 강염기의 량의 몰수이며 이것이 크면 클수록 강산, 강염기를 가하더라도 PH가 변하기 어려운 것을 뜻한다. 또 희석ΔPH1/2란 표준액을 등량의 증류수로써 희석하였을 때의 PH변화(25℃에서의 값)로써 물로 희석하였을 때에 영향의 표준으로 생각할 수 있다.
< 표 1.4 > PH 표준액의 완충작용(25℃)
명 칭
규산염 표준액
프탈산염표준액
중성인산염표준액
붕산염
표준액
완충치(dB/dPH)
희 석 ΔPH1/2
0.07
+0.19
0.016
+0.05
0.029
+0.08
0.020
+0.01
명 칭
규산염 표준액
프탈산염표준액
중성인산염표준액
붕산염
표준액
완충치(dB/dPH)
희 석 ΔPH1/2
0.07
+0.19
0.016
+0.05
0.029
+0.08
0.020
+0.01
예를 들면 붕산염 표준액의 PH는 25℃에서 9.18이나 표준액 자체가 희박한 용액인 데도 불구하고 NaOH와 같은 강염기를 2/100몰 가하고 보면 비로소 1PH 변화한다. 즉, PH가 1018로 된다. 이것이 완충작용이 없는 액에서는 PH가 12정도로 되어 버린다. 또 물로 2배로 희석한다해도 PH는 0.01PH밖에 증가하지 않으나 완충작용이 없는 것에서는 0.3PH로 증가하게 될 것이다. 표1.2의 표준액은 각각 표1.4에 있는 정도로 완충작용이 큰 것을 선별하여 나타냈으나 포화수산화칼슘용액과 1/10몰 수산화나트륨용액에는 이러한 완충작용이 전혀 없으므로 주의를 요한다. 또, 이러한 두가지 물질은 공기중의 탄산가스를 흡수하여 단시간에 PH가 변화하는 성질을 가지고 있으며 다시 온도변화가 있다면 더 크게 PH가 변하는 특성을 가지고 있는 점을 충분히 이해하고 사용하여야 한다.
(9) PH 표준액을 만드는 방법
표1.2의 표준액은 시판되고 있으나 여러가지 조성의 것을 JIS Z 8802에 따라서 스스로 제조할 수도 있다. 약품은 JIS Z 8802에서 지정된 PH측정용 시약을 사용하여 ±0.02PH의 정도에서 PH 표준액을 만들 수 있다.
PH 측정용 시약은 여러가지로 아래와 같이 JIS에 정해져 시판되고 있다. 그러나 수산화칼슘과 수산화나트륨은 JIS에 없으므로 보통구입이 가능한 최순약품 예를 들면 특급시약을 조심스럽게 사용하여야 한다.
4규산칼륨 JIS K 8474 PH 측정용시약
프탈산수소칼륨 JIS K 8474 PH “
인산일칼륨 JIS K 8474 PH “
인산이칼륨 JIS K 8474 PH “
붕산나트륨 JIS K 8474 PH “
탄산수소나트륨 JIS K 8474 PH “
탄산나트륨 JIS K 8474 PH “
사용하는 물로는 도전률이 2×10-6/Ωcm 이하(25℃)의 것으로 이온교환수지에 의한 순수가 바람직하다. 붕산염표준액을 비롯한 알칼리측의 PH표준액을 만들 때에는 특히 용존탄산가스를 제거해야 한다는 것에 유의하여야 한다.
중성인산염 표준액과 탄산염 표준액은 두 가지 성분으로 이루어진 것이며 그 성분의 비율에서 PH가 다르기 때문에 각각의 성분의 계량을 정확하게 하여야 하며 기타의 표준액은 1성분이며 희석에 의한 PH변화는 적으므로 계량오차는 그다지 문제되지 않는다.
이같이 만들어진 표준액의 오차는 대체로 ±0.05PH 정도의 것으로 일반의 요구에 부응하고 있지만 특히 PH의 값이 문제가 될 경우에는 믿을 만한 메이커의 액과 비교하면서 사용하거나 또는 메이커의 것을 사용하여야 한다.
7. 고찰
PH를 측정하는 데 있어서 사람의 눈대중으로 색깔을 구별해야 한다. 색맹자는 할 수 없는 실험이며 색깔을 어느 부분에서 뚜렷이 구분해 읽기란 힘이 들어 정확한 PH값을 얻기란 상당히 어려운 것 같다. 공장에서나 정확한 데이타, PH값을 요구하는 곳이라면 이 PH측정방법은 그리 바람직하지 못하다고 생각한다. 또 전극에 묻어 있던 용액을 깨끗이 닦아내지 못함에 따라 PH값도 틀려지게 되므로 매 시료의 PH측정시 세심한 주의가 필요함을 다시금 깨달아야 한다. 이 실험을 통해 PH표준액이라는 것을 알았고 PH측정방법이 지시약 외 여러가지가 있다는 것을 알고 지식의 장을 넓힐 수 있었다.

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