[자연과학] 화학공학 기초 실험 - 완충용액

화학공학 기초 실험 - 완충용액 1. 서론 - 실험 목적 산, 염기반응의 pH 적정원리를 이해하고, 완충용액을 사용하는 목적을 이해한다. - 요약 산, 염기 반응의 pH 적정의 원리를 이해하고 완충용액을 사용하는 목적을 이해하고 이를 위해 약산 EDTA를 KOH로 적정하여 pH변화를 구한다. Acetate 완충용액은 약염기와 그 염을 포함하고 있으므로 이때의 pH는 급변하지 않음을 알 수 있다. 0.1M 인 약산 EDTA(pka) 500㎖를 0.1M 수산화칼륨으로 적정할 때 적당한 pH변화를 구하고 또한 0.2M Acetate 완충용액(pH 5.0) 3ℓ를 식초산나트륨 (3수화물:MW〓136)과 1M의 식초산 수용액의 소비량도 계산한다. 2. 실험 이론 강산을 강염기로 적정할 때 pH는 적정되지 않는 산이나 과잉 염기의 농도만으로 구해질 수 있다. 이는 생성된 염기(Ex Cl)가 pH에 어떠한 영향도 미치지 않기 때문이다. 그러나 약산을 강염기로 적정할 때는 몇 가지 고려할 점이 있다. 어떤 약산이 수용액에서 이온화되어 소량의 H이온을 생성할 때 다음과 같이 된다. OH이온이 첨가되면 H 이온을 중화시켜 다음과 같이 된다. H이온의 제거는 약산과 그 이온들 사이의 평형을 방해한다. 따라서 더 많은 HA가 이온화 되어 다시 평형에 도달하게 된다. 새로이 형성된 H이온은 더욱 OH 이온에 의해 원래의 모든 수소가 중화될 때까지 계속해서 중화시킨다. 반응식으로 표현하면 아래와 같다. 이때, A이온의 가수분해로 인하여 적정의 종말점(혹은 당량점)에서 pH값은 7보다 높아지는 데, 이는 식(3)의 잔존 HA가 감소하면서 새로운 화학적 평형에 도달하기 때문이다. 가역반응인 위의 반응식에서 화살표의 좌측의 물질이 감소하였으므로, 반응은 좌측물질을 생성하는 방향으로 자발적으로 진행된다. 이렇게 생성된 A이온이 물과 반응하여 OH이온과 약산인 HA를 형성하기 때문에 종말점에서의 pH가 7 이상이게 되는 것이다. 완충제는 이와 같은 원…
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