일반 화학 실험 - 생활 속의 산과 염기 분석
1. 실험 일자
2. 실험 목적
- 산과 염기의 중화반응을 이용해서 산이나 염기의 농도를 알아낸다.
3. 실험 이론
• 브뢴스테드-로우리의 산-염기 이론에 따르면 수소이온을 내놓을 수 있는 물질을 산이라고 하고, 수소이온을 받아들일 수 있는 물질을 염기라고 한다. 아세트산 이외에 염산, 황산, 인산 등이 대표적인 산이고, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아 등이 대표적인 염기이다.
• 산과 염기는 서로 대립적인 특성을 가지고 있고, 산과 염기가 함께 혼합되면 물과 염(salt)이 생성되는 중화반응이 일어난다. 양잿물이라고 부르는 부식성이 강한 수산화나트륨 수용액에 역시 부식성이 강한 염산을 적당히 넣어주면 염화나트륨이 만들어져서 산과 염기의 부식성이 모두 없어져 버린 소금물이 된다.
HCl + NaOH -] NaCl + H2O
• 산과 염기의 중화반응은 매우 빠르고 화학량론적으로 일어나기 때문에 중화반응을 이용해서 수용액 속에 녹아있는 산이나 염기의 농도를 정확하게 알아낼 수 있다. 그런 실험을 산-염기 적정(acid-base titration)이라고 부른다.
• 염산이 들어있는 수용액에 수산화나트륨 수용액을 조금씩 넣어주면 용액의 pH가 변화한다. 수산화나트륨을 넣기 전에는 용액이 강한 산성을 나타내다가 용액에 들어있는 염산의 양과 정확하게 같은 양의 수산화나트륨을 넣어주면 pH가 7이 되고, 수산화나트륨을 더 넣어주면 용액이 강한 염기성을 나타내게 된다.
• 용액 속의 염산을 완전히 중화시킬 만큼의 수산화나트륨을 넣어준 상태를 당량점(equivalent point)이라고 하고 , 이 점에서는 다음과 같은 관계가 성립된다.
산의 노르말 농도 x 산 용액의 부피 = 염기의 노르말 농도 x 염기 용액의 부피
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2013.09.03
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