생물학 실험 - 용액의 산도 측정법 및 완충계
1. 서론
가) 실험 목적
산, 염기에 대한 개념을 익히고 완충계가 작용하는 과정을 실험을 통해서 구현해본다. 또 그에 대한 개념 및 용액의 산 평형 상수에 대해서 구해본다.
나) 이론적 배경
1) 산, 염기
산, 염기에 대한 정의는 여러 가지가 있는데, 그 중에서 브뢴스테드-로우리의 정의만 살펴보자. 이 정의에 따르면 산은 양성자를 내놓는 물질이고 염기는 양성자를 받아들이는 물질이다.
2) 양쪽성 물질
한 물질이 산으로 작용하기도 하고, 염기로 작용하기도 하는 것을 양쪽성 물질이라고 하는데, 예를 들어 , , , 등의 물질들이 있다. 이러한 물질들이 완충 용액을 만드는데 쓰이게 된다.
3) 산의 이온화 상수
수용액 상태에서 산 가 물에 녹으면 다음과 같은 평형을 이룬다.
이 반응의 평형 상수를 나타내면, 인데, 여기서 물의 농도는 거의 변하지 않으므로, 라 둘 수 있는데, 이 때 를 산의 이온화 상수(혹은 산 해리 상수)라고 한다. 이 값이 클수록 센 산이며, 작을수록 약한 산임을 의미한다.
4) 수소 이온 농도와 pH
산이 물에 녹으면 가 해리되어 액성이 산성을 띠게 된다. 이 때, 수소 이온을 몰 농도로 나타낸 값을 로 표시하고, 수소 이온 농도가 높을수록 산성을 띠는 것이므로, 이로부터 pH값을 정의할 수 있다. pH는 수소 이온 농도에 상용 로그를 취하여 (-1)을 곱한 값으로,
이다.
5) 완충 용액
약한 산에 그 짝염기를 넣은 용액이나 약한 염기에 그 짝산을 넣은 용액은 산이나 염기를 가하여도 공통 이온 효과에 의해 그 pH가 거의 변하지 않는데, 이러한 용액을 완충 용액이라 한다. 그 원리는 다음과 같다.
아세트산 수용액에 아세트산나트륨을 넣은 용액의 경우에,
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2014.04.18
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