[자연과학] [화학실험보고서] 화학 평형 상수의 결정

화학 평형 상수의 결정

1. 실험 목적

화학 반응이 평형 상태에 도달하였을 때 평형 상태에서 존재하는 각 종의 농도를 알아냄으로써 반응의 평형 상수를 계산하여 본다.

2. 실험 원리

일반적으로 다음과 같은 평형 aA + bB + cC + … ⇔ lL + mM + nN + … 은 질량작용의 법칙에 의해서 이라는 식이 성립된다. 가역 반응이 진행되면 궁극적으로 반응은 평형에 이르게 되며, 이 반응이 평형에 도달하였을 때의 각 화학종들의 농도(활성도)를 각각 [A],[B],[C] 로 나타내며, 를 이 반응의 평형상수라고 한다.
이 실험은 요오드화 이온이 요오드로 반응하여 삼요오드화 이온을 형성하는 반응의 평형상수를 구하고자 한다. 고체 요오드는 물에 녹지 않지만 요오드화 이온을 함유한 수용액에서는 잘 녹는다.
+ ⇔
이 반응의 평형 상수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
평행상수를 계산하기 위해 평형상태에서 존재하는 요오드화 이온과 삼요오드화 이온 및 분자상태인 요오드의 농도를 알아야 한다. 농도 값은 0.2M 요오드화칼륨(KI)용액 1L에 0.025M 를 녹여 상당한 농도의 가 있는 용액을 만든다. 이 수용액에 물과…(생략)

3. 실험방법

① 용액 약 를 취하여 삼각 플라스크에 넣고 의 를 가한 후 고 마개로 막아 놓는다. (기체는 인체에 매우 유독하므로 흡입을 주의 한다.)

② 용액을 몇 분 동안 흔들고 눈금 실린더에 부으면 두 개의 액체 층으로 분리되고 분리된 액체 층의 위층의 액체의 일부분을 뷰렛에 채워 넣는다. (아랫부분의 용액이 섞이지 않도록 주의한다.)

③ 뷰렛에 넣은 용액을 두 개의 플라스크에 각각 씩 따로 넣고 각 플라스크에 와 을 씩 가한 후 용액으로 적정한다. (연붉은 색깔을 없어질 때가 적정의 종말점이다.)

④ 적정이 끝나면 이 용액과 눈금 실린더 윗부분의 용액을 버린다.

⑤ 뷰렛을 깨끗이 세척하고 용액을 채워 넣고 앞의 경우와 같이 2개의 삼각 플라스크에 각각 씩 넣고 용액으로 적정한다. (반응이 느리게 진행되므로 적정동안 플라스크를 흔들어 준다.)

⑥ 위 실험에서 얻은 결과로 평형상수를 계산한다.

4. 실험기구 및 장치

5. 실험결과