PH미터에 의한 수소 이온 농도의 측정 [예비]

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본문내용

험 도중에는 pH미터의 FUNCTION 스위치는 항상 STANDBY 위치에 놓는다.
f. 유리 전극은 매우 얇은 유리막을 갖고 있어 깨어지기 쉬우므로 벽면에 구멍을 군데 군데 뚫어둔 유리관으로 토시를 끼워 사용하면 안전하다.
g. 전극이 차지할 수 있는 공간이 매우 작은 경우에는 유리 전극과 칼로멜 전극을 한데 묶은 복합전극(combination electrode)를 사용한다.
h. 앞서 지적한 바와 같이 pH는 표준 pH용액과 피측정 용액에서의 유리전극의 전극 전위의 차를 내어 Nernst 공식에 의하여 pH를 얻도록 정의되어 있으므로, pH미터는 실질적으로는 두 전위의 차를 재는 장치이다.
6. 추론
0.1M HCl 표준용액을 묽혀 0.01M, 4×10-3M, 10-3M, 4×10-4M, 및 10-4M의 용액을 만들기
M1V1=M2V2공식을 이용한다 (0.1M HCl용액이 10ml라고 가정한다면...)
0.01M의 경우 - 0.1M × 10ml = 0.01M × V =>V=100ml
4×10-3M의 경우 - 0.1M × 10ml =4×10-3M × V =>V=250ml
1×10-3M의 경우 - 0.1M × 10ml =1×10-3M × V =>V=1000ml
4×10-4M의 경우 - 0.1M × 10ml =4×10-4M × V =>V=2500ml
1×10-4M의 경우 - 0.1M × 10ml =1×10-4M × V =>V=10000ml
그들 용액의 이온강도가 0.1이 되도록 NaCl를 가한다.
(=> HCl의 농도 + NaCl의 농도 = 0.1이 되어야한다)
0.01M의 경우 - NaCl 0.09M 이 필요하다=> NaCl : 5.265g
4×10-3M의 경우 - NaCl 0.096M 이 필요하다=> NaCl : 5.616g
1×10-3M의 경우 - NaCl 0.099M 이 필요하다=> NaCl : 5.7915g
4×10-4M의 경우 - NaCl 0.0994M 이 필요하다=> NaCl : 5.8149g
1×10-4M의 경우 - NaCl 0.0999M 이 필요하다=> NaCl : 5.84415g
pH값과 -log[H+]값이 이온강도에의 상관관계
pH = -log[H+]
(pH는 수소이온의 몰농도의 -log값이다)
ex) 수소이온 1×10-5이면 pH = 5
=> pH값이 3차이난다(=수소이온농도 103배 차이)
1×10-2이면 pH = 2
이온강도 I = () × 이온의 농도 × (이온하전량)2
- > pH는 어떤 물질속의 수소이온의 농도만을 나타낸 것이고 이온강도라는 것은 물질속의 이온의 농도와 전하량에 영향을 미치므로 pH와 이온강도는 관계없다고는 할 수 없으나 정확히 비례하는 것도 아닌 약간의 차이가 있다고 예상된다.
7. 조사한 이론
※ Faraday의 법칙
- 1833년 발견한 전기분해(電氣分解) 법칙과 그보다 2년 전에 발견한 전자기유도(電磁氣誘導) 법칙이 있다.
1) 전기분해 법칙 : 전해질용액을 전기분해할 때
① 전극에서 석출(析出)하는 물질의 질량은 용액을 통과한 전기량과 물질의 원자량에 비례하고, 그 물질의 원자값에 반비례한다.
② 1g당량(當量)의 물질을 석출시키는 데 필요한 전기량은 물질의 종류에 관계없이 일정한 값을 지닌다. 즉, 전기분해에 의해 분해되는 물질의 양은 전극의 형태나 물질의 종류·농도 등에 관계없이 그 물질의 원자론적 성질(원자량·원자가)만으로 결정된다는 것을 나타낸다.
전기화학의 기초법칙일 뿐만 아니라, 이것과 아보가드로의 법칙을 연결시킴으로써 물질의 원자구조와 관련해서 전기량에도 최소 단위(기본전하량)가 존재한다는 것이 처음으로 예측되었다. 1 g당량의 물질을 석출시키는 전기량을 패러데이상수, 1C(쿨롬)의 전기량에 의해 석출되는 물질의 양을 그 물질의 전기화학당량이라 한다.
같은 물질로 된 전해질을 전기분해할때 생성되는
물질의 양은 통해준 전기량(Q)에 비례한다.
1) 전기량 : 전류의 세기에 통해준 시간을 곱한 값
전기량(Q) = 전류의 세기(i) × 시간(t)
2) 1F : 전자 1몰의 전기량으로 96500 C의 전기량과 같다.
1F = 전자 1몰의 전기량 = 전자 1개의 전기량 × 아보가드로수
= 1.602 × 10-19C × 6.02 ×1023
= 96500 C
2) 전자기유도 법칙
: 전자기유도에 의해 회로 내에 유발되는 기전력의 크기는, 회로를 관통하는 자기력선속(磁氣力線束)의 시간적 변화율에 비례한다는 것. 기전력의 방향을 정하는 렌츠의 법칙과 함께 전자기유도가 일어나는 방식을 나타낸다.

키워드

PH미터에 의한 수소 이온 농도의 측정,   실험,   결과