일반화학실험I Ch.8
Acid-Base Titration
개요
적정 (Titration)과 적정 곡선 (Titration Curve)
부피와 농도를 아는 표준 용액을 이용하여 미지의 용액의 농도를 측정하는 과정을 적정이라고 한다. 표준 용액의 부피에 따른 적정 용액의 pH 값을 나타낸 곡선을 적정 곡선이라고 한다.
$\ce{HCl}$ 적정
\$\$ \ce {HCl(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_3O^+ (aq) + Cl^- (aq)} \$\$
강산은 그 짝염기가 매우 약하기 때문에 당량점에서의 pH는 7에 가깝다. 당량점에 가까워질수록 pH가 급격하게 증가함을 확인할 수 있다.
$\ce{CH_3COOH}$ 적정
약산은 그 짝염기가 강하기 때문에 적정 시 짝염기의 농도가 높아지고, 강산과 다른 경향을 보인다. 약산과 짝염기가 높은 농도로 유지되는 수용액을 완충 용액 (buffer solution)이라고 하는데, 적정 용액이 완충 용액이 되면 표준 용액을 추가해도 pH의 값이 비슷하게 유지된다. 이 상황에서 pH 값을 계산하기 위해 헨더슨-하셀바흐 식 (Henderson-Hasselbalch eqn.)을 이용할 수 있다.
\$\$ \ce{pH = pK_a - log \frac{\left [ HA \right ]}{\left [ A^- \right ] }} \$\$
실험 도구
50 mL 뷰렛, pH 미터, 스탠드, 클램프, 200 mL 비커, 자석교반기, 교반자석, 0.050 M $\ce{HCl}$, 0.100 M $\ce{NaOH}$, 0.1M $\ce{CH_3COOH}$, 증류수
실험 과정
- 실험 전 과정
- 보호장갑을 착용한다.
- pH 미터와 뷰렛을 스탠드에 설치한다.
- $\ce{HCl}$ 적정
- 200 mL 비커에 피적정 용액을 넣는다.
- 뷰렛에 0.100 M $\ce{NaOH}$ 표준 용액을 넣는다. 뷰렛의 콕을 잠궜을 때 용액이 흐를 경우 조교에게 이야기한다.
- 표준 용액을 1 mL씩 첨가하며 비커 속 수용액의 pH를 확인한다.
- pH가 급격히 변화할 때 첨가하는 표준 용액의 양을 0.1~0.2 mL로 줄인다. 당량점을 찾는 것이 중요하다.
- pH가 12 이상이 되면 폐염기통에 버린다. 염기성이 매우 강하므로 주의한다.
- $\ce{CH_3COOH}$ 적정
- $\ce{HCl}$ 적정과 동일하다.
- $\ce{H_3PO_4}$ 적정
- $\ce{HCl}$ 적정과 동일하다.
- 단, 당량점이 하나가 아님에 주의한다. (1, 2차 당량점은 구할 수 있다.)
- pH가 12 이상이 되면 실험을 멈춘다.
테이블
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