평형상수의 결정
요약
이번 실험은 분광광도법에 의해 용액중의 화학반응에 관한 평형 상수를 결정하는 것이다. 분광광도법이란 빛의 세기를 측정하는 방법의 하나로서 분광측정법이라고도 한다. 빛은 각 파장에 대한 빛에너지의 분포가 문제가 되어 빛을 분광기에 의해 단색광으로 나누어 그 세기를 측정하게 되었다. 이러한 측광법이 분광광도법이다. 이를 위해서 화학반응은 수용액중의 약산 및 지시약의 해리를 사용한다. 이 반응에서 염기성형 BTB스펙트럼과 산성형BTB의 스펙트럼을 조사한뒤, 각각 최대 흡수파장을 구하여 이 파장에서 BTB의 농도변화에 따른 흡광도를 측정하고, 마지막으로 pH에 따른 흡광도를 측정한다. 분광광도계로 시약, 즉 BTB의 흡광도 A를 구한 후 Beer-Lambert법칙을 이용하여 를 구할 수 있다.
여기서 구한 Ka= 4.7446×10-6 이다.
이론
· 산해리상수
Brönsted에 의하면, 산이란 양성자를 방출하는 것(양성자 주게)이고, 염기란 양성자를 받아들이는 것(양성자 받게)이다.
⇄
위의 식에서 은 산이고, 는 그 짝염기이다. 용액의 산성도를 결정하는 척도의 하나는 용액중에 존재하는 양성자의 수(농도)일 것이다. pH는 용액의 산성도를 나타내는 척도이다. 일반적으로 인 산의 세기를 표시하는 척도로 산해리상수가 있다. 즉 일정농도의 용액중에서 방출되는 양성자의 수(농도)는 산해리상수에의해 결정지어진다.
위 반응이 평형에 이르렀을 때 평형 식은
이다. 는 평형상수이고, 특히 산해리반응인 경우에는 산해리상수라고 부른다.
양변에 로그를 취하고 정리하면,
이다. 여기서 각 측정점에 대하여 를 구하여 그 평균치를 얻는다.
[참고] 흡광도법에 의한 산해리상수의 계산
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a : 흡수하는 물질의 몰흡광계수
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2011.03.11
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