분석화학실험 | Volhard법을 이용한 염화이온(Cl-) 정량

TIP

 

 

1. 은법적정법 Argentimetric titration, 질산은의 표준 용액을 쓰는 침전 적정. 용액 속에 있는 염소 이온을 분석하는 데 널리 쓰인다.
인 Volhard법을 이용하여 Cl^- 이온의 정량을 측정한다.
2. 소금(NaCl)에 티오시안산 칼륨(KSCN) 용액과 질산은(AgNO₃) 용액을 이용하여 염화이온의 함유랑을 Volhard 법을 이용하여 구한다

 

 

 

Volhard법(철 3가 이온)

Volhard법에서는 은 이온을 thiocyanate이온의 표준 용액으로 적정한다. Fe(Ⅲ)은 지시약으로 작용한다. thiocyanate가 과량으로 들어가면 용액은 붉은 색을 띤다. 이 적정은 Fe(Ⅲ)이 수화된 산화물로 침전되는 것을 막기 위해 산성 용액에서 해야 한다.

 

Volhard 적정에서 지시약의 농도에는 한계가 없다. 실제로 iron(Ⅲ)의 농도가 0.002에서 1.6M 사이에 있다면 이론상으로 천 분의 일 또는 그 이하의 적정 오차를 가질 것이라는 것을 설명해준다. 실제로 지시약 농도가 0.2M이상이 되면 용액에서 진한 색을 내기 때문에 thiocyanate 착물의 검출이 어렵다. 그리하여 낮은 농도 (보통 약 0.01M정도)의 iron(Ⅲ) 가 사용된다. Volhard법은 분석물 용액이 산성일 때만 가능하다.

 

Volhard법의 가장 중요한 응용은 할로겐화 이온을 간접적으로 정량하는 것이다. 농도를 알고 있는 질산은 표준용액을 시료에 첨가하고 과량의 은 이온을 thiocyanate 표준용액으로 역적정하여 정량한다.

 

Volhard법을 위한 강산성 조건에서는 탄산, 옥살산, 비산 이온(중성매질에서 난용성 은 염을 형성하지만 산성에서는 형성되지 않는다)이 방해하지 않기 때문에 Volhard법은 할로겐화 이온을 분석할 수 있는 다른 적정법에 비해 탁월한 장점을 나타낸다. AgCl은 AgSCN보다 잘 녹는다. 따라서 Volhard 적정법으로 chloride를 정량하는데 있어서 다음과 같은 반응이 일어난다.

 

 

 

실험 방법

1. 시약 제조

1) 제 1표준용액인 AgNO₃ 용액을 0.1N로 제조법 = 질산은의 분자량은 170, 반응단위수가 1, 필요한 부피양은 250㎖ 이므로 4.25g을 녹여서 만든다.

2) 6N HNO₃ 용액 250㎖ 제조법 = 실험실에서 14.5N의 질산을 희석해서 써야하므로 NV=N'V'을 이용하면 14.5N이 103.4482이 나오므로 근사값으로 103으로 써서 질산 103㎖에 증류수를 넣어 250㎖로 묽힌다.

3) 지시약 Fe³⁺의 제조 = NH₄(Fe(SO₄)₂ (황산철(III)암모늄) 10g을 6N HNO₃ 100㎖에 가열 산화시켜서 만든다. (노란색으로 색이 변함.)

4) 0.1N의 KSCN용액 제조법 = KSCN의 분자량은 97.18이고, 250㎖가 필요하므로 2.4295g이 필요한데 계산편의상 2.43g 녹여서 만든다.

 

2. Cl^-의 정량

1) 110℃에서 1시간동안 말린 시료 NaCl 1g을 정확히 달아 증류수에 녹이고, 250㎖ 메스플라스크에 옮겨 표선까지 묽혀 분석물을 만든다.

2) 위 1)에서의 NaCl 용액을 피펫으로 25㎖를 취하여 플라스크에 넣고 증류수로 100㎖가 되도록 묽힌다. 여기에 6N의 질산 5㎖를 가하고(pH를 맞추기 위하여) 0.1N AgNO₃ 표준용액을 과량으로 일정량을 가하여(과량이지만 부피는 알고 있어야 함. 거의 40㎖) AgCl(s) 침전물이 생기지 않을 때까지 넣는다.

3) AgCl(s) 침전물이 SCN^- 이온과 반응하지 못하도록 일종의 막을 형성하는 니트로벤젠 10㎖를 넣어서 잘 흔들어주고 Fe³⁺ 지시약 1㎖를 넣어주고 피펫을 통해 제 2 표준용액인 KSCN으로 남아있는 를 역적정해주고 붉은색침전이 생길 때까지 적정을 계속해 준다.

 

 

 

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