2006. 05. 04 8. 생활 속의 산-염기 분석 실험 목표 : 산이나 염기의 중화반응을 이용해 산이나 염기의 농도를 알아본다. 최정석&김도현

실험 이론 (산,염기) 1. 산, 염기 의 정의 1) Arrhenius 산,염기 : 수용액에서만 적용 HCl  H+ + Cl- (HCl: 산) 염기: 수용액에서 OH-를 내어 염기성을 나타내는 물질 NaOH  Na+ + OH- (NaOH: 염기) 2) Bronsted-Lowry 산,염기 : 일반적으로 쓰임 산 : 양성자 주게 (Proton donor) 염기 : 양성자 받게 (proton acceptor) NH3 + H2O  NH4+ + OH- ( H2O, NH4+ : 산 , NH3 , OH- : 염기 ) 3) Lewis 산,염기 : 가장 확장된 개념 산: 전자쌍 받게(electron pair acceptor) 염기: 전자쌍 주게(electron pair donor)

실험 이론 (산,염기) 2. 산, 염기 의 성질 산의 성질 : ① 신맛 ② 금속과 반응하여 수소기체 발생 ③ 지시약: 리트머스붉은색, BTB노란색, 메틸오렌지 붉은색 ④ 전해질 2) 염기의 성질 : ① 쓴맛 ② 담백질을 녹이는 성질로 인해 미끈미끈한 촉감 ③ 쇠기름, 바세린 등의 유지를 녹인다. ④ 지시약: 페놀프탈레인붉은색, 리트머스, BTB푸른색, 메틸오렌지 노란색 ⑤ 전해질

실험 이론 (산,염기) 3. 산,염기의 세기 Bronsted-Lowry이론에 의하면 물질이 용매 내에서 양성자를 내놓는 정도에 따른다. 강산과 약산 : 강산은 완전하게 양성자를 내놓음 Ex) HBr, HCl, HClO4, H2SO4 등 약산은 일부만 양성자를 내놓음 2) 강염기과 약염기 : 강염기는 완전하게 양성자를 받음 약염기은 일부만 양성자를 받음

실험 이론 (산,염기) 4. 중화반응 중화반응 : 산-염기 반응에서는 산과 염기의 성질을 잃어 버림 HCl + NaOH  NaCl + H2O NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + CO2 5. 지시약 어떤 화학계가 어떠한 상태에 있는가를 쉽게 나타낼 수 있게 하는 물질 산-염기 지시약, 산-염기 지시약으로 작용하는 대부분의 염료는 약산,약염기인 복잡한 유기화합물 Protonation/Deprotonation에 따라 색이 두드러지게 변함

실험 이론 (산,염기) 5. 지시약

실험 이론 (적정) 5. 적정 분석하고자 하는 시료와 정량적으로 반응하는 적정시약을 방울방울 가하여 반응을 완결하는데 소모된 적정시약의 부피로부터 시료 용액의 농도를 측정하는 방법 ① 당량점(equivalence point): 적정시 분석물질과 정확히 화학량론적으로 반응하는데 필요한 가해준 적정액의 양이 되는점 - 적정에서 얻고자 하는 이상적인 결과 NA * VA = NB * VB ② 종말점(end point): 용액의 물리적 성질이 급격히 변하는 점, 실제 측정되는 점

실험 이론 (적정) ③ 표준용액(standard solution): 표준화를 통하여 농도가 알려진 용액 ④ 역적정(back titration): 부피를 알고 있는 첫번째 표준시약을 과량으로 가하여 남아있는 표준시약을 두번째 표준시약으로 적정 (반응이 느리거나 종말점이 불분명한 경우 사용) 시약 및 기구 100mL 삼각 플라스크 3개, 25mL 뷰렛, 10mL 피펫, 비이커, 클램프,증류수, 가열기, 05M NaOH 표준용액, 0.5M HCl 표준용액, 페놀프탈레인

실험 방법 2) 실험 방법 (1) 식초 분석 ① 식초 10mL를 피펫에 취하여 100mL삼각 플라스크에 넣고 무게 측정 ( 분홍색이 30초 이상 지속될 때 까지 수산화나트륨을 한방울씩 넣어 종말점 구한다) ④ 한번 더 반복 실험한다. (2) 제산제 분석 ① Sodium bicabonate 1g을 정확히 측정해 100mL 삼각플라스크에 넣는다. ② 0.5M HCl 표준용액 40mL를 피펫으로 정확하게 넣고, 가열기를 이용해서 천천히 가열한다. ③ 제산제가 완전히 녹은 후 식힌다. ④ 페놀프탈레인을 2-3방울 가한 후 0.5M의 표준용액으로 적정한다. ⑤ 한번 더 반복해 실험한다.

실험 결과 ( 식초분석  CH3COOH : 60.0526 g/mol )

실험 결과 ( 제산제분석  NaHCO3 : 84.0070 g/mol )

실험시 주의 사항 1. 적정을 하는 동안 플라스크를 손으로 잘 흔들어하며, NaOH 표준용액을 너무 빨리 넣지 말아야 한다. 2. 적정중 플라스크 아래에 흰종이를 깔면 색변화를 정확히 볼수 있다. 3. 지시약 자체도 약산이나 약염기성을 가지고 있기 때문에 두세방울 정도만 넣도록 한다. 4. 뷰렛 사용시 코크 아래의 공기를 뺀 후 실험을 시작해야 하며, 깔때기는 실험시 제거하고 한다.