(생명화공실험)완충용액(예비+결과)

목차

1. 실험목적

2. 이론
2.1 완충용액
2.2 완충용액을 설명하는 Henderson-Hasselbalch 식
2.3 완충용액 (Buffer) 제조방법

3. 실험방법
3.1 실험장치 및 기기
3.2 준비 시약
3.3 실험방법

4. 결과
4.1 실험결과
4.2 누적부피에 따른 pH변화 그래프

5. 토의
5.1 토의
5.2 각 완충용액의 pH가 외부에서 가한 산이나 염기용액에 의해서 변화하는 모양의 차이점을 완충용액을 이루고 있는 산의 pKa 값으로부터 설명해본다.
5.3 같은 종류의 완충용액에서 완충용액의 농도차이가 각 용액의 pH의 변화에 미치는 영향을 완충용량 (buffer capacity)의 개념을 이용해서 설명해본다.

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

H의 변화를 극소화 할 수 있는 이유는 Henderson-Hasselbalch 식 때문이다. 이식은
로서 의 변화가 log값을 가지므로 변화에 대해 pH의 변화는 미미하다. 산의 이온화도는 용액의 pH가 증가함에 따라서 다음과 같다고 볼 수 있다. 첫 번째 pH < pKa 일 경우 < 0, [A-] < [AH]. 즉 산(HA)의 농도가 이온화된 짝염기 (A-)의 농도보다 큰 경우이고, 두 번째 pH > pKa 일 경우 > 0, [A-] > [HA]. 즉 산(HA)의 농도가 이온화된 짝염기 (A-)의 농도보다 작다고 볼 수 있다. 세 번째 pH = pKa 일 경우 = 0, [A-] = [HA]. 즉 산(HA)의 농도와 이온화된 짝염기 (A-)의 농도와 같으며 산은 50%가 이온화 된다. 완충용액에 소량의 OH-를 첨가할 경우 pH는 증가하지만 그 변화는 크지 않다. 그 이유는 완충용액 중의 산이 첨가한 OH-를 중화하기 때문이고, 반대의 경우 소량의 H3O+를 첨가하면 pH는 감소하지만 역시 그 변화가 크지 않는데 이 경우 역시 완충용액의 염기성분이 첨가한 H3O+를 중화시키기 때문이다. 완충용액의 완충능력은 완충용액의 pK값으로 정해진다. 일반적으로 pK값의 ±1 pH이내에서 완충용액은 완충능력을 갖는다. 용액의 완충능력은 완충용액의 용적과 두가지 용질들을 농도에 의해서 결정된다. 따라서 이 완충 능력은 일정한 용적이 완충용액의 pH를 1만큼 변화시키는 데 필요한 H이나 OH이온의 다량수로 표현된다.
5.3 같은 종류의 완충용액에서 완충용액의 농도차이가 각 용액의 pH의 변화에 미치는 영향을 완충용량 (buffer capacity)의 개념을 이용해서 설명해본다.
완충용량(Buffer capacity)은 뚜렷한 pH 변화 없이 완충 용액이 수용할 수 있는 산이나 염기의 양을 말하는데, 일정량의 산이나 염기를 용액에 가할 경우 용액 속의 각각의 몰수에 해당하는 약산과 그 짝염기의 농도에 의존한다. 동일한 농도를 갖는 용액의 경우에는 부피가 클수록 큰 완충용량을 갖는다고 볼 수 있다. 이번 실험 결과 값을 비교해보면 Acetate의 경우 20mM일 경우 pH4.8에서 시작하여 차츰차츰 증가하여 염기성인 pH 11.53의 값을 가지지만 200mM의 경우 4.8에서 5.01로 pH의 변화가 그렇게 크지 않다는 것을 확인 할수 있었다. Glycine의 경우도 마찬가지로 20mM의 경우 pH9.8 염기성에서 시작하여 산성의 pH2.82로 변화하였으며, 200mM의 경우 pH9.8에서 pH9.59로 미미한 변화가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이것을 통해 농도와 부피가 큰 완충용액이 그 완충능력이 더 탁월하다는 것을 알 수 있었다.
6. 결론
완충용액을 만들 때는 유지하고자 하는 pH와 비슷한 pKa를 가진 산을 사용한다. (글리신 pKa=9.8, 아세트산 pKa=4.76) 완충용량은 농도가 높을수록 커져 농도가 높을수록 가해주는 산이나 염기에 대한 pH값의 변화가 적는 것을 실험을 통해 알 수 있었다.
7. 참고문헌
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키워드

완충용액,   완충작용,   평형상수,   평형,   pH