FeSCN2+의 화학평형상수 결정하기(비색법)
실험목적 : 비색법을 이용해 FeSCN2+의 화학평형 상수를 결정할 수 있다.
실험이론 :
[평형상수]
반응물을 섞어서 적당한 조건에서 생성물이 만들어지는 과정은 시간이 지나면 더 이상 반응이 진행되지 않는 평형 상태에 도달하게 된다. 평형상태에서는 정반응의 속도와 역반응의 속도가 같아서 겉보기에 반응이 진행되지 않는 것처럼 보인다.
화학반응이 이러한 평형에 도달했을 때 반응물과 생성물의 농도는 일정한 관계를 갖게 되는데 평형상태에서 반응물과 생성물의 상대적인 양의 비를 평형상수라고 한다.
aA +bB cC+dD의 반응에서 평형상수 K = 이다.
[비색법]
미지 시료용액 및 기지 표준용액에 적당한 시약을 가하는 등으로 착색시켜 양자의 색깔의 농도와 색조를 투과광이나 반사광으로 비교하여 정성·정량하는 방법으로 비색 분석이라고도 한다.
[FeCN2+가 생성되는 반응]
질산철(Ⅲ) 용액과 KSCN용액을 짙은 붉은색의 착이온인 FeCN2+가 생긴다.
Fe3+(aq) + SCN-(aq) ⇄FeSCN2+(aq)
노란색 무색 짙은붉은색
이 반응의 평형상수 K=가 된다.
넣어준 Fe3+와 SCN-의 농도가 각각 a와 b이고, 평형에 도달했을 때 FeSCN2+ 이온의 농도가 x라면 평형상수는 아래와 같이 표현된다.
K=
이 반응에서 생성된 착이온의 농도는 분광광도계를 사용하면 정확하게 측정할 수 있지만, 이 경우에는 착이온의 색깔이 짙기 때문에 표준 용액의 색깔과 비교해서 쉽게 그 농도를 알아낼 수 있다.
[Beer s Law]
빛을 흡수하는 물질이 녹아있는 용액의 흡광도(A)는 Beer s law을 따른다.
A = bc (-몰흡광계수, M-1cm-1, b-빛의 통로 길이, cm, c-시료의 농도, M)
즉 용액에 의하여 빛이 흡수되는 정도는 용액의 농도와 빛이 용액을 통과하는 거리의 곱에 비례한다.
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2013.07.19
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