일반 화학 실험 - pH의 결정
1.실험목적
-ph의 정의를 이해하고, 지시약, ph meter를 이용해 다양한 방법으로 ph를 측정해본다.
2.실험이론
①.수소 이온 농도
①.1 물의 자동 이온화
순수한 물은 전기를 통하지 않는다. 그러나 감도가 극히 좋은 기구를 사용하면 순수한 물도 약간의 전기 전도도를 가진다. 또한 아래 식에서 보는 바와 같이 물은 산 또는 염기로 작용하는 양쪽성 물질이다.
질량 보존의 법칙에 의하여 물의 평형 상수식은 다음과 같이 쓸 수 있다.
물이 전리한다고 해도 극히 일부만 전리하므로 물의 농도는 거의 일정하다. 따라서 다음과 같이 쓸 수 있다.
이 식에서 kw를 물의 이온곱 상수라고 하며, Kw 갑은 온도에 따라 약간 다른 값을 가진다. 실험에 의하면 물은 25℃에서 약 18X10^7% 가량 전리한다. 즉일 때, 이 반응은 평형에 도달하게 되고 이때의 평형 상수 Kw는 아래와 같이 계산될 수 있다.
①.2 수소 이온 농도
⓵강산의 수소 이온 농도
물에 0.10M HCL을 녹여 1L 용액을 만들었을 때, 아래의 반응식에 의하여 수소 이온농도가 변화되고
또한 물은 자동 이온화에 의하여
로 이온화되므로 의 농도는 HCl과 자동 이온화의 합이 될 것이다. 그리나, 르샤틀리에의 평형 이동의 원리에 의하여 HCl에서 생긴 가 존재할 때 에는 물의 자동 이온화는 역반응이 일어나 자동 이온화에서 생긴 와 는 무시할 수 있다. 따라서, 0.1M HCl에서는 완전히 전리한다고 생각하므로 의 농도도 0.1M이 된다.
같은 용액에서는 의 농도를 kw 값으로부터 쉽게 구할 수 있다.
=
⓶강염기의 수소 이온 농도
강염기 용액에서도 강산에서와 같은 논리로 생각한다. 예를 들면, 0.10M NaOH 용액에서는 물의 자동 이온화에 의해 생긴 의 농도가 M보다 작아지므로 무시하고, NaOH가 완전 전리한다고 생각하여 의 농도는 0.10M이며, 이때 의 농도는 다음과 같다
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2014.09.26
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