[자연과학] [물리화학실험] 이온세기 효과 실험

1. 실험 목적

-이 실험의 목적은 용액의 이온 세기에 따른 이온의 활동도 계수를 구하는 것이다. 그리고 이러한 활동도 계수는 평형상수와 용해도로부터 계산할 수 있을 것이고, 그럼으로써 이들 사이의 연관성에 대해서도 이해하게 될 것이다.

2. 실험

Debye - Huckel 이론
전해질 용액은 이온들 사이의 장거리 정전기적 상호 작용 때문에 이상적 행동으로부터 크게 이탈하는데 이 주된 원인이 Coulomb 상호 작용 때문이라 본 것이 전해질 용액에 관한
Debye - Huckel 이론의 기초이다. 농도가 대단히 낮은 용액의 활동도 계수는 Debye - Huckel 극한 법칙을 이용하면 활동도 계수를 구할 수 있는 식을 얻을 수 있다. 이 식은 I → 0인 극한에서 잘 맞는다.
일반적으로 25℃ 수용액에 대해서 이고, I는 용액의 이온 세기이다.
Debye - Huckel 극한 법칙은 각 이온 주위에 반대 전하의 이온 분위기가 있는 이온 용액 모형에 따라서 유도한 식이다.
활동도 계수
일정한 이온 세기에서 평형에 참여할 화학종의 유효농도를 정량적으로 설명하기 위해서 화학자들은 활동도(activity)라는 용어를 사용한다. …(생략)

3.실험 방법

(1) 깨끗하게 건조된 5개의 sample bottle에 각각 AgAc 1g을 넣고 번호를 매긴다.

(2) 이 bottle에 다음 용액을 3/4 정도 채운다.

(3) 50～60℃까지 데운 뜨거운 물에 sample bottle를 담근다. 이때 마개를 막고 2분마다 꺼내어 흔들어 준다.

(4) 다시 sample bottle을 25℃ 항온조 안에 1시간 방치하였다가 꺼내어서 침전이 형성될 때까지 둔다.

(5) 각 sample bottle에서 용액을 25ml씩 분취하여 d-water 15ml, 5ml 3M HNO3와 함께 100ml 정도의 beaker에 담는다.

(6) 지시약으로 0.1M ferric alum 용액 1ml를 넣고, 0.1M KSCN 용액으로 적정한다.

4. 실험 결과

1) 이온 세기 (I)

2) 이론적 활동도 계수 (Let 1st.)

3) 실험적 활동도 계수 (Let 2nd. )

4) DATA 계산

① d-water의 결과