제 1장. Potentiometric techniques

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1 제 1장. Potentiometric techniques
수용액, 산, 염기의 개념 생물반응은 물을 기본으로 나타남. 물(?)에 녹아있는 농도 : 활동도

2 농도 (부피) - 몰농도(Molarity; M): 용액 1 L안에 녹아있는 용질의 몰수 fill-up - 몰랄농도 (Molality; m): 용매 1 L안에 녹아있는 용질의 몰수 M = mole = Wt / MW 용액의 활동도 a = 용질의 유효 몰농도 (겉보기 몰농도) = r [M]

3 N (노르말 농도) : 용액 1 L안에 녹아있는 용질의 당량수
당량 (equivalents) = 산, 염기에 있어 치환될수 있는 수소이온, 또는 OH 이온 1 그람원자 = MW / n (n: H, OH 의 수) 몰과 노르말의 관계 N = n M

4 pH : 용액중의 수소이온의 활동도 See the text pH = - log [H+] pH + pOH = 14

5 생체내 물의 형태 (H+ , OH-) 물의 ion product constant (Kw)           H2O   <--> H+  +  OH-            Kw = [H+] [OH+]    at 25C, [H+]=[OH-]=1 x 10(-7) mol/ L           therefore, Kw = 1  x 10(-14) mol/ L             pH scale : (0 ~14)         　[H+]=[OH-]=1 x 10 (-7) mol/ L =1 x 10(-pH)             pH = - log [H+] pH (potential hydrogen) 용액 (solution)  = 용매 (Solvent) + 용질 (solute)      산 (acid) : H+ 의 수를 증가시키는 물질      염기 (base, alkali) : H+ 의 수를 감소시키는 물질 

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7 Quiz M HCl 용액의 pH는? pOH는? pH = - log [H+] = - log [10-3] = -(-3) = 3 pH + pOH = 14 pOH = 14-3 = 11. M 염산의 pH는 ?

8 pH = - log [H+] [H+] = [10-7 ] + [10-8 ] pH = - log ( 1/ 1.1 x ] = = 6.959

9 Henderson – Hasselbach equation
p3~4. (see the text) [A-] pH = pKa + log [HA]

10 Buffer 약산과 약염기의 조합 (buffer capacity) Quiz 1. : 2M 식초산 용액과 2.5M 수산화칼륨을 혼합하여 0.3M acetate 완충용액(pH 4.47)을 만들고자 한다. 각각의 첨가량은? [A-] pH = pKa + log [HA] Quiz 2: H-H equa. 에 따르면 buffer의 pH는 단지 공역산, 공역염기의 몰농도의 비에 의존한다. 그러나 실제 buffer는 희석하면 pH가 변화되는데 그 이유는 무엇인가?

11 pH indicator 지시약 pH 변화에 따른 color 변화하는 물질 pH 1 이상 차이가 나야 변색 base to acid 등의 경우는 2 차이가 나야 확인

12 pH의 측정 : pH meter 1. Reference electrode 2. A glass electrode 3. An electrometer

13 분석용 기기 : 사람이 이해할 수 없는 신호를 검출하고, 변환시켜 사람이 알아볼 수 있는 형태로 변환 (물질계와 인류 사이의 통신장치) 장치 신호발생장치 – 질량, 부피, 몰농도, pH, light ,,, 입력변환기 (검출기..- galvanic cell) 신호처리장치 (신호증폭기, S/N ratio조절기..) 독해장치 : 눈금계, recorder, integrator…

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15 Reference electorde - AgCl이 코팅된 metallic silver 를 KCl용액에 담그놓은것 Ag+ Cl- 해리가 항상 동일하므로 반응의 reference로 사용 (단 동일 온도) p12, p14, Glass electrode pH probe의 사용 Calibration Sterilization Check of calibration

16 Caution (problems) Slope/sensitivity Cleaning (Soaking in 10mM HCl soln) - one of good regenration method 3. Electrical interference (high S/N) 4. Mechanical damage Maintenance 1. Electrolyte : saturated KCl soln. 2. Immerse in water system or 10mM HCl soln. ( No dry state)

17 DO meter (oxygen electrode; gas detector)
Gas permeable membrane + platinum electrode (never keep dry) Silver or platinum electrode: 산소와 반응시 전기 pulse 생성 p25, structure and basic mechanism Electrolyte: g sodium acetate 113.7 g lead acetate / in 1.5 L water add 855 ml acetic acid, / fill up to 3 liter

18 Use of DO probe Membrane : cleaning and maintenance by dilute solution of ammonium hydroxide 3대 고려사항 : stirring, temperature, pressure Stirring conditions (air bubble contains about 20 times more oxygen than air-saturated water) 2. Temperature oxygen diffuse rate vs temp. 3. Pressure. **. Polarographic probe : avoid light Ag/AgCl reference electrode can cause a small shift In current.