일반화학실험 산염기 분석

일반화학실험 산염기 분석

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본문 Report 20120507 201232608 / 강민구 Acid-Base Analysis in Life Title - Acid-Base Analysis in Life Date - 20120507 Theory 과일 주스를 적절히 발효시키면 알코올이 만들어지지만 충분히 발효시키면 톡 쏘는 신맛을 내는 식초가 만들어진다. 아세트산(일명 초산, CH₃COOH)이라는 "산"이 만들어지기 때문이다. 이와는 달리 수산화 나트륨(일명 양잿물, NaOH)처럼 미끌거리며 쓴맛느낌을 주는 "염기"라고 부르는 화합물도 있다. 이러한 산과 염기는 우리 주변에서 매우 다양하게 존재하고 있으면서 일상 생활과 우리 몸속의 화학 변화에 중요한 역할을 하고 있다. 브뢴스테드-로우리의 산-염기 이론에 따르면 수소이온(H+ 혹은 H₃O+)을 내놓을 수 있는 물질을 "산"이라고 하고, 수소 이온을 받아들일 수 있는 물질을 "염기"라고 한다. 아세트산 이외에 일양성자산인 염산(HCl)과 다양성자산인 황산(H₂SO4), 인산(H3PO) 등이 대표적인 산이고, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨(KOH), 수산화 칼슘(Ca(OH)₂), 암모니아(NH₃) 등이 대표적인 염기이다. 주기율표에서 1족과 2족에 해당하는 알칼리 금속족과 알칼리 토금속족에 속하는 원소의 수산화 화합물들이 주로 염기에 해당하기 때문에 염기를 "알칼리"라고 부르기도 하지만, 암모니아처럼 알칼리족 원소의 화합물이 아니면서도 염기성을 나타내는 화합물도 많기 때문에 "알칼리"보다는 "염기"라고 부르는 것이 더 일반적인 의미를 갖는다. 산과 염기는 서로 대립적인 특성을 가지고 있고, 산과 염기가 함께 혼합되면 물(H2o)과 염(salt)이 생성되는 "중화 반응" 이 일어난다.양잿물이라고 부르는 부식성 강한 수산화 나트륨 수용액에 역시 부식성이 강한 염산을 당량비로 넣어주면 놀랍게도 염화 나트륨(NaCl)이 만들어져서 산과 염기의 부식성이 모두 없어져 버린 소금물이 되는 것이 바로 그런 중화 반응의 예이다. HCl+NaOH - > NaCl + H₂O 산과 염기의 중화 반응은 매우 빠르고 화학량론적으로 일어나기 때문에 중화 반응을 이용해서 수용액 속에 녹아있는 산이나 염기의 농도를 정확하게 알아낼 수 있다. 그런 실험을 산-염기 적정(.acid-base titration)이라고 부른다. 적정 시에는 뷰렛을 사용하는 그림 13-1과 같은 장치를 이용한다. 염산이 들어있는 수용액에 수산화 나트륨 수용액을 조금씩 넣어주면 용액의 pH값이 그림 13-2와 같이 변한다. 즉, 수산화 나트륨을 넣기 전에는 용액이 강한 산성을 나타내다가 용액에 들어있는 염산의 양과 정확하게 같은 양의 수산화 나트륨을 넣어주면 pH값이 7이 되고, 수산화 나트륨을 더 넣어주면 용액이 강한 염기성을 나타내게 된다. 용액 속의 염산을 완전히 중화시킬 만큼의 수산화 나트륨을 넣어준 상태를 "당량점" (equivalent point)이라고 하고, 당량점에서는 다음과 같은 관계가 성립된다. NaVa-NbVb 여기서 Na와 Nb는 각각 산과 염기의 노르말 농도이고, Va는 Vb는 산과 염기 용액의 부피이다. 당량점 부근에서는 그림 13-2에서 볼 수 있는 것처럼 용액의 pH값이 급격히 변화하게 되고, 이런 특성을 이용하면 당량점을 실험적으로 쉽게 알아낼 수 있다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 염기, 수산화, 산과, 나트륨, 중화, 당량점