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일반화학실험 - 약한산의 이온화 상수 결정
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1. 실험제목: 약한산의 이온화 상수 결정
2. 실험날짜:
3. 실험이론
①실험목적: 약한 산이나 염기의 히드로늄 이온농도 또는 pH를 측정하여 이온화 상수인 , 값을 구할 수 있다.
②실험원리
약한산의 이온화 상수를 결정하기 위해서는 그 용액 중에 이온들의 농도와 이온화 되지 않은 산의 농도를 결정하여야 한다. 산의 화학식을 HA로써 표시하기로 하면 수용액 상태에서는 다음과 같은 평형이 이루어진다.
이 평형상태를 기술하는 평형상수는 다음과 같다.
이러한 산의 수용액 중에서의 물의 농도는 실질적으로 일정하므로 우리는 다음과 같이 쓸 수 있다.
이 상수 를 산 HA의 이온화 상수(또는 해리상수)라고 부른다. 따라서 용액 중에 존재하는 히드로늄이온()의 농도와 이온의 농도 및 해리되지 않은 산분자 HA의 농도를 측정하면 이온화 상수 를 계산할 수 있을 것이다. 산의 농도가 매우 묽거나 또는 너무 진하지 않을 경우에는 다음과 같은 물의 자체해리(self-dissociation)에서 생겨 나오는 의 농도를 HA에서 생겨나오는 그것에 비하여 무시할 수 있다.
이러한 경우, 용액 중에 존재하는 의 농도와 의 농도는 같다고 볼 수 있다. 또 값이 작은 약한산 경우에는 이들 이온의 농도는 해리되지 않고 분자상태로 남아 있는 HA의 농도에 비하여 매우 작으므로 용액 중에 존재하는 HA의 농도는 산의 원래 농도로 대 치할 수 있다. 따라서 약한산 HA의 수용액에 대한 를 다음과 같이 나타낼 수 있다.
용액의 pH는 와 같으므로 농도가 알려진 산 HA 수용액의 pH를 측정하면 값을 결정할 수 있다. 산의 이온화 상수 는 모든 평형상수값이 그러하듯이 온도의 함수이므로 여러분이 결정한 값을 얻을 때의 온도를 알아 두어야 한다.
4. 실험기구 및 시약
·시약: 0.01M
·기구: pH미터 또는 만능 pH시험지, 시계접시(4개), 온도계, 200ml 눈금피펫, 100ml
비이커(5개)
5. 실험방법
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2013.12.10
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