[화학실험] 생활 속의 산-염기 분석

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[화학실험] 생활 속의 산-염기 분석에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

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역적정 - 화학분석 정량법의 하나로서 부피분석에 있어서 농도를 알고 있는 한 쪽 산 또는 염기용액의 부피를 사용하여 다른 염기 또는 산을 적정하고, 지시약으로 중화점을 확인해 나가는 것이 액체의 산성 ·염기성을 알기 위한 정상적인 방법이다(직접법). 이것에 대하여 역적정은 간접적으로 적정을 행하는 방법이다. 예를 들면, 농도를 모르는 수산화칼륨 10 mℓ와 농도 1 mol의 염산 20 mℓ를 가하여 혼합액이 산성을 띠게 한다. 이 혼합액 속의 과잉의 산의 양을 측정하기 위하여 1 mol의 수산화나트륨용액을 중화될 때까지 적정을 행한다.
이 중화점에 이르기까지에 소요된 수산화나트륨의 부피가 10 mℓ였다고 하면 20－10=10 mℓ, 즉 1 mol의 염산 10 mℓ는 원래의 수산화칼륨 10 mℓ 속의 염기 총량에 해당하게 되는 것이다. 즉, 수산화칼륨의 농도가 1 mol인 것을 알 수 있다. 산과 염기의 중화, 산화 ·환원, 침전의 생성 ·소거를 이용하는 경우와 공업상 원유의 비누화값을 산출할 때 등에도 사용된다.
4. Apparatus & Reagents :
250mL 삼각플라스크
25mL 뷰렛
스탠드와 뷰렛 클램프
저울
pH미터
막자사발
가열기와 자석식 젓게
식용 식초
아스피린 정제
식용 소다 또는 제산제
0.5M NaOH 표준용액
0.5M HCl 표준용액
페놀프탈레인 지시약
5. Procedure :
[실험A. 식초 분석]
1) 시판되고 있는 식초 10.00mL를 피펫으로 정확 하게 취해서 250mL 삼각플라스크에 넣고 무게 를 잰다.
2) 약 40mL의 증류수를 넣은 다음에 페놀프탈레인 지시약 2~3방울을 넣는다.
3) 뷰렛에 0.5M 표준 용액을 넣고 적정한다. 페놀프탈레인의 분홍색이 나타나기 시작하면 용액을 조금씩 넣어주면서 용액을 잘 저어준다. 분홍색이 30초 이상 지속된 후 없어지면 한 방울을 더 넣어주고 종말점으로 여긴다.
4) 실험을 한 번 더 반복한다.
5) 시간이 있으면 같은 실험을 pH미터를 사용해서 반복한다. 용액을 1mL씩 넣으면서 넣어준 용액의 부피와 pH를 기록하고, pH가 급격하게 변하기 시작하면 용액을 소량씩 넣으면서 pH를 측정한다.
[실험B. 아스피린 분석]
1) 아스피린 4~5알을 막자사발에 갈은 다음에 약 2g을 0.001g까지 정확하게 달아서 250mL 삼각플라스크에 넣는다.
2) 약 50mL의 증류수를 넣고 아스피린이 완전히 녹도록 흔들어준다.
3) 페놀프탈레인 지시약 2~3방울을 넣고 0.5M 표준용액으로 적정한다.
4) 실험을 한 번 더 반복한다.
5) 가능하면 같은 실험을 pH미터를 사용해서 반복한다.
[실험C. 제산제 분석]
1) 시판되는 제산제를 막자사발에 갈은 다음 약 1g을 0.001g까지 정확하게 측정해서 250mL 삼각플라스크에 넣는다.
2) 0.5M 표준용액 40mL를 피펫으로 정확하게 측정해서 넣고, 가열기를 이용해서 천천히 가열한 다. 용액이 끓어서 튀어나가지 않도록 조심해야 한다.
3) 제산제가 완전히 녹은 후에 가열한 용액을 실온 으로 식히고 페놀프탈레인 2~3방울을 넣는다.
4) 0.5M 표준 용액으로 적정한다.
5) 실험을 한 번 더 반복한다.
6) 가능하면 같은 실험을 pH미터를 사용해서 반복한다.
6. Result :
실험A. 식초 분석
결과
무게
1.44g
농도
0.5 M
부피
4.2 mL = 0.0042L
몰수
0.5 X 0.0042 = 0.002 mol
식초의 몰수
실제 몰수는 1.94 ÷60.06 = 0.032 mol(유효숫자2개)
중화반응에 사용된 몰수는 0.002mol
(와 식초는 1:1로 반응하므로 - 이론에서 참고)
아세트산 질량
0.002 X 60.06 = 0.1 g (유효숫자1개)
(60.06: 아세트산 몰 질량)
수득률
실험C. 제산제 분석
결과
무게
1.00g
농도
0.5 M
부피
40mL = 0.004L
몰수
①0.5M X 0.004L = 0.02mol
농도
0.5 M
부피
26.1mL = 0.00261L
몰수
②0.5 M X 0.00261L = 0.01mol (유효숫자1개)
제산제의 중화에 사용된 HCl 몰수
①-② = 0.002 - 0.001 = 0.001 mol
제산제 질량
0.01 X 84. 01 ≒ 0.8 g (유효숫자1개)
(84.01: 제산제 몰 질량)
수득률
7. Discussion & Feeling
이번 실험은 산과 염기의 중화 적정을 통하여 지시약의 색깔 변화를 알고 중화점도 찾아내는 실험이었다. 이번에는 실험 A. 식초분석과 실험 C. 제산제분석 두 가지를 하였다. 먼저 식초분석 실험에서는 산으로는 식초를 염기로는 용액을 사용하였다. 100mL의 증류수에 2g의 고체를 넣어서 0.5M 용액을 만들었다. 뷰렛에 담긴 용액을 식초가 담긴 플라스크에 한 두 방울씩 떨어뜨렸다. 좀처럼 색 변화가 일어나지 않아서 3~4방울 씩 조금 더 많은 양을 넣어주니 26mL정도 들어갔을 때 분홍색이 나타나기 시작했다. 페놀프탈레인 용액은 pH 8.2부터 서서히 분홍색으로 변하는데 중화 적정 시에 용액이 분홍색으로 변한 그 시점이 중화점을 나타내는 것이다. 제산제 분석 실험에서는 앞의 실험과 반대로 역적정 방법을 사용하였다. 0.5M의 을 만들기 위해서는 2.2mL의 식용소다를 비커에 넣고 50mL로 증류수를 채우니 0.5M의 이 만들어졌다. 실험에서 필요한 양은 40mL였기 때문에 10mL를 빼내고 사용하였다. 수득률은 80% 정도로 약간의 오차가 생기긴 하였지만 대체로 만족하였다. 오차 발생 원인은 뷰렛을 잠굴 때 색깔 변화 시점에서 잠구는 시기를 잘 맞추지 못한것과, 시약을 옮길 때의 용액 부피 차이 등 여러가지 요인이 있었을 것이다.
지시약을 이용한 실험은 중고등학교 때도 많이 해본실험 이라 그다지 새롭게 느껴지지 않았는데 중화적정 실험은 처음이라서 뷰렛사용도 처음해보고 중화점 찾는 것과 색다르게 역적정을 이용한 방법도 처음이라 흥미로운 실험이었다. 이론처럼 pH미터도 써보고 싶고 더 많은 다른 종류 지시약들도 써보고 싶다.
8. 내가 한 일 :
- 수산화나트륨 2g 받아오기
- 사진찍기
- 페놀프탈레인 용액 떨어뜨리기
- 0.5M 수산화나트륨 만들기

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생활 속의 산-염기 분석,   화학분석 정량법,   종말점,   당량점