산화아연 중의 아연의 정량 4조 이한규 황재호 김효영 이기병 이윤실 최혜정

실험 목적 에리오크롬블렉T(EBT)를 지시약으로 하여M/100 EDTA 표준액을 사용하여 산화아연(아연화) 중의 Zn의 함유량을 구한다.

실험 이론 EDTA(ethylene diamine tetraacetic acid) ※킬레이트 시약 금속이온과 킬레이트화합물을 형성하는 다배위자를 킬레이트시약이라 한다. EDTA(ethylene diamine tetraacetic acid) M. W. ; 292.24 이것의 유리산은 무색결정성 분말이나 물, alcohol, Ether, acetone 등에 용해되지 않으므로 실제 분석에서 이용하는 것은 그 2Na염이다. 이 시약은 4∼6배위자이며, 보통 금속이온과 1:1의 몰수의 비로 배위결합 한다.

아연에 대한 EDTA 적정 -이 금속을 EBT를 지시약으로 사용하여 EDTA로써 적정하면 매우 선명한종말점이 나타난다 -산성용액에서 이 착물의 안정도는 매우 낮으므로 아연이온의 착물화가 거의 완전히 이루어지게 하려면 pH값이 높아야 한다 -이번실험에서는 완충용액을 사용해서 pH10 으로하고 EBT지시약을 사용 Zn2+ + Y4-      →     ZnY2- -이 금속을 EBT를 지시약으로 사용하여 EDTA로써 적정하면 매우 선명한종말점이 나타난다 -이 지시약의 최적 pH범위에서 아연은 수산화물로 침전되므로 용액중의 아연을 보호하기 위한 시약을 첨가하여야 한다. -적절한 pH를 유지하기 위하여 사용하는 pH 10 암모니아 완충용액에 그러한 시약 즉, 암모니아가 들어 있다 아연-암민착물은 수산화아연의 침전을 방지하기에 충분히 안정하지만, 아연이 지시약과 EDTA와 반응하는 것을 손상시킬 정도로 강하지는 않다. 아연과  EDTA의 착물은 용액에서 붉은 포도주색이다. EDTA와  지시약 착물과의 반응은 실온에서 느리므로 용액을 가열해주는 것이 좋다. 종말점은 붉은색이 푸른색만 남기고 없어지는 때이다. 만일 시료용액이 산성이면 완충용액을 가하기 전에 중화해야 한다. 암모니아 완충용액을 첨가하여 중화시키는 것은 많은 완충용액이 필요하고, 암모니아와 암모늄이온의 비율이 달라져 적절한 pH값이 얻어지지 않기 때문에 부적당하므로 수산화나트륨용액을 이용하는 것이 좋다. 중화를 촉진시키기 위하여 메틸오렌지 약간을 첨가할 수도 있다. 이 지시약의 색깔은 금속지시약의 선명도에 손상을 끼치지 않으면서, EBT의 색 변화가 관찰되는 곳에 노란색 바탕을 만들어 주기 때문에 종말점의 색 변화는 붉은 주황색(빨강+노랑) 에서 초록(파랑+노랑)색으로 될 것이고, 이것은 빨강에서 파랑으로의 변화보다 더 잘 알 수 있다.

염화암모늄-암모니아 완충액(pH10)의조제 완충용액의 조제 -킬레이트 적정에서는 항상 적정액에 완충용액을 가하여 일정한 pH를 유지해야 한다. pH의 범위에 따라서 각각 다른 완충용액이 사용된다. 이 적정에 사용하는 완충용액은 목적으로 하는 금속이온과 반응할 수 있 성분, 예를 들어 인산, 붕산 등을 함유해서는 안된다. 염화암모늄-암모니아 완충액(pH10)의조제 -NH4Cl 약 6.75g에 진한암모니아수 약 57ml를 가하여 용해한다. -100ml 플라스크에 증류수로 전량한다. -밀폐시켜 보존한다. 염기성 완충용액-특히 EDTA 적정에 자주 사용되는 암모니아 완충용액-은 연질유리를 공격하여 적정에서 EDTA를 소비하는 금속이온들이 나오게 할 수 없다. 이런 완충용액들은 붕규산유리나 플라스틱용기에 잘 보관하여야 한다.

기구 및 시약 <기구> 칭량병 1 피펫 (25ml) 1 코니칼 비커 (300ml) 1 비커 (300ml)1 <시약> ZnO 0.15g M/100 EDTA 표준액 6N-HCl 3ml 6N 암모니아수 염화암모늄 암모니아 완충액 2ml EBT 지시약

시약 제조 6N-HCl (분자량 : 36.46) 6N-암모니아수 (분자량 : 35.05) → 6N 100ml 만들 때 6 * 100 = 11.3 * Xml X = 53.097 ml 6N-암모니아수 (분자량 : 35.05) : 28 * 10 * 0.9 / 35.05 = 7.19(N) 6 * 100 = 7.19 * X X = 83.45 ml

실험 방법 산화아연(ZnO) 약 0.15g 을 정확히단다. 비커에 넣고 6N-HCl 3ml에 용해한후 500ml 메스플라스크에 넣고 증류수를 표선까지 한다. 피펫으로 25ml 를 취한후 전량을 100ml로한다. 6N 암모니아수를 1방울씩 적가하여 생성한 Zn(OH)2 의 침전이 녹을때까지 적가 염화암모늄-암모니아 완충액(pH)2ml,EBT지시약 2~3방울을 적가한다. M/100 EDTA 표준액을 적가 적색이 사라진지점을 종점으로한다(적색 → 청색) Zn[%]를 계산

실험 결과 ※ Zn의 양 이론값 (채취량 : 0.1500g) ※ 미지시료 (채취량 : 0.200g) : 0.15 ZnO * (65.38 Zn2+ / 81.38 ZnO) = 0.12g → 0.12g = 120mg * (25ml / 500ml) = 6mg - 적정 이론값 1ml : 0.6538mg = X * 6ml ∴X= 9.17 ml → (실험값 : 9.5ml) 보정값(f) = 9.17 / 9.5 = 0.965 ※ 미지시료 (채취량 : 0.200g) : 0.2 * (65.38 / 81.38) * (25 / 500) = 8mg

실험값 미지시료(실험값) 25ml 중 Zn 5.99 8.2 500ml 중 Zn 119.8 164.038 Zn [%] 79.87 82.02 오차 [%] 0.167 2.5 시료용액 25ml 중 Zn : 0.6538 * 0.965 * 9.5 = 5.99 - 시료용액 500ml 중 Zn : 0.6538 * 0.965 * 9.5 * (500 / 25) = 119.8 - Zn [%] : { 0.6538 * 0.965 * 9.5 * (500 / 25) / 150.0 } * 100 = 79.87 - 오차 [%] : { |5.99 - 6.0| / 6.0 } * 100 = 0.167

※ 미지시료 - 시료용액 25ml 중 Zn : 0.6538 * 0.965 * 13.0 = 8.2 - 시료용액 500ml Zn : 0.6538 * 0.965 * 13.0 * (500 / 25) = 164.038 - Zn [%] : { 0.6538 * 0.965 * 13.0 * (500 / 25) / 200.0} * 100 = 82.02 - 오차 [%] : { |8.2 – 8.0| / 8.0 } * 100 = 2.5

적정 전 적정 후

※ 황산구리 중의 구리의 정량 구리의 양 이론값 적정 이론값 : 0.1560 * (63.54 / 249.69) * (25 / 250) = 3.97mg 적정 이론값 : 1 : 0.6354 = X : 3.97 ∴ X = 6.25ml -> 실제 적정값 = 6.3 ml 보정 Factor값 = 6.25 / 6.3 = 0.992 실험값 미지시료 25ml 중 Cu 3.971 5.988 250ml 중 Cu 39.71 59.88 Cu [%] 25.46 26.035 오차 [%] 0.8 3.18

시료용액 25ml 중 Cu : 0.6354 * 0.992 * 6.3 = 3.971 - 시료용액 250ml 중 Cu : 0.6354 * 0.992 * 6.3 * (250 / 25) = 39.71 - Cu [%] : { 0.6354 * 0.992 * 6.3 * (250 / 25) } * 100 / 156 = 25.46 - 오차 [%] : { |6.3 – 6.25| / 6.25 } * 100 = 0.8

※ 미지시료 미지 시료의 이론 값 ( 채취량 = 0.230g ) : 0.23g * (63.54 / 249.69) * (25 / 250) = 5.85mg 시료 용액 25ml중의 Cu : 0.6354 * 0.992 * 9.5 = 5.988 시료 용액 250 ml 중의 Cu : 0.6354 * 0.992 * 9.5 * (250 / 25) = 59.88 Cu% : { 0.6354 * 0.992 * 9.5 * (250 / 25) } * 100 / 230 = 26.035 % 오차 % : | 9.5 – 9.207 | * 100 / 9.207 = 3.18%