산화-환원 적정.

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1 산화-환원 적정

2 실험목적 실험기구 및 시약 과망간산 칼륨과 과산화수소의 산화-환원 반응을 이용하여 과산화수소 용액을 정량 할 수 있다.
뷰렛, 스탠드 , 페놀프탈레인 지시약, 0.1M KMnO4 표준용액, 3% H2O2, 옥살산나트륨(Na2C2O4), H2SO4

3 실험원리 1) 산화 - 산화수의 증가, 전자를 잃는 것 2) 환원 - 산화수의 감소, 전자를 얻는 것 3) 산화제 - 다른 물질에서 전자를 빼앗아 자신은 환원됨. 4) 환원제 - 다른 물질에 전자를 내어주고 자신은 산화됨. 5) 산화-환원반응 - 한 물질에서 다른 물질로의 전자의 이동을 포함하는 반응. 산화: 전자 잃음 아연이 전자 두 개 잃어 Zn2+ 이온 형성. 환원: 전자 얻음 각 양성자가 전자 획득하여 H2 형성.

4 산화수 결정방법 - 결합되지 않는 원소는= 0, 다원자 원소도 포함 ex) Fe, Cu, H2, O2, P4 등 - 하나의 원자로 이루어진 이온에서의 산화수는 이온의 전하와 같다 ex) Mg2+, Na+ 등 - 수소의 산화수는 금속과 결합하지 않으면= +1, 금속과 결합하면 = ex) NaH, H2O 등 - 산소는 화합물에서의 산화수가 보통 = -2 ex) CaO, H2O, ClO3- 등 예외) H2O2 에서는 산소는 = -1 - 화합물 안의 모든 원자의 산화수의 합은 = 0

5 표준물질 : 화학 분석에서 표준이 되는 물질로 흔히 조성 성분과 함량이 정확히 알려진 물질. 검출·확인·정량을 할 때에 비교하기 위하여 쓴다. 일차 표준 물질 (primary standard) : 순도가 높고 용액을 만들었을 시 무게 오차가 적어 예상한 농도와 거의 동일한 농도의 용액을 만들 수 있는 물질. 이차 표준 물질(Reference Standard) : 순도는 낮으나 일차 표준물질에 의해 정확한 함량이 알려진 물질도 표준물질로 사용되는 경우가 있는데 이러한 물질.

6 산화-환원 적정 : 농도를 정확히 알고 있는 산화제를 이용하여 미지용액을 산화시켜 용액의 농도를 결정하는 방법.또는 그 반대
과산화수소 용액의 정량 농도를 정확히 아는 과망간산칼륨 용액 희석한 과산화수소 용액 *종 말 점 : 무색 → 붉은색

7 실험방법 0.01M 과망간산칼륨 용액의 표준화 (0.1M 과망간산 칼륨 용액 10mL를 취하여 100mL로 묽힌다.)
① 옥살산나트륨 0.7g을 취하여 100mL 부피플라스크에 넣고 소량의 증류수를 넣어 흔들어서 완전히 용해시킨 후 눈금까지 채움. ② 10mL를 피펫으로 취하여 250mL 삼각플라스크에 넣고 전체 액 량이 70mL로 되게 증류수를 가하여 희석시킨 후 황산 5mL를 가함. ③ 0.01M 과망간산칼륨 용액을 뷰렛에 넣는다. ④ 삼각플라스크를 흔들어 주면서 뷰렛으로부터 과망간산칼륨 표준용액을 천천히 가하여 적정. (30초간 희미한 분홍색이 없어지지 않고 지속되는 점이 종말점) ⑤ 소비된 과망간산칼륨 용액의 부피로부터 과망간산칼륨 용액의 정확한 농도를 구함.

8 적정 → 희미한 분홍색이 사라질 때까지. 100ml 옥살살나트륨 0.7g + 증류수 채움. 1번 용액을 피펫으로 10mL취한다. 삼각플라스크 투입+ 전체 양이 70mL되게 증류수 투입+ (1:1)황산 5mL투입 0.01M 과망간산칼륨용액 옥살산나트륨 희석용액

9 과망간산칼륨 용액의 표준화 옥살산 나트륨 사용(일차표준물질) 과망간산칼륨과 반응하여 산화 – 환원 반응
2MnO4- + 5C2O H+ → 2Mn CO2 + 8H2O 환원 : MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O × 2 산화 : C2O → 2CO2 + 2e- × 5 +

10 실험결과 1. 과망간산 칼륨 용액이 표준화 옥살산 나트륨 질량 옥살산 나트륨 몰질량 옥살산 나트륨 몰 (mol)
옥살산 나트륨 부피 소비된 과망간산 농도 (M) 100ml 묽힘 → 소비된 과망간산 농도 구하는 식

11 Report * 다음의 산화수를 결정하시오. (각각 원소의 산화수) ① HCl ② SO4 ③ K2Cr2O7
10mL 옥살산 나트륨을 취하여 전체 액량이 70mL로 묽히는 이유 ?