분석화학실험 | Mohr법에 의한 염화물의 정량 - 침전 적정

 

 

 

TIP

 

 

1. 침전반응을 이용하여 종말점까지 적정 소비량을 구하여 정량하는 침전법 원리와 이를 응용하여 수도물, 폐수, 간장중의 염화물의 정량을 통하여 염화물, 브롬화물 정량에 많이 이용되고 있는 Mohr법의 이해를 실험목적으로 한다.
2. 염화나트륨 표준액(1차 표준액)을 조제한다.
3. 질산은 용액을 조제하고, 염화나트륨 표준액을 사용해서 표정한다.

 

 

 

부피 분석법의 역사

부피분석은 함유량을 미리 아는 인디고 용액에 그 빛깔이 사라질 때까지 표백분 용액을 가하여, 표백분 용액의 산화를 비교한 것이 그 시초라고 한다. 1824년 J.L.게이뤼삭에 의해 처음으로 지시약이 사용되었고, 이어서 중화적정 ·은적정(銀滴定) 등이 도입되었으며, 1846년 F.마르구에리트에 의해 과망간산칼륨이 정제로 사용되는 등 새로운 방법도 고안되었다. 1855년에 이르러 K.F.모어에 의해서 그 때까지 알려져 있던 방법이 정리되고, 여기에 개량이 가해져서 오늘날의 용량분석의 기초가 확립되었다. 그 후 많은 연구자에 의해서 새로운 적정법이 연구되었는데, 특히 1946년 킬레이트적정법의 도입으로 적용범위도 한층 확대되었다. 분리 ·정량 등의 면에서는 다른 분석법보다 떨어지지만, 조작이 간편하므로 매우 널리 이용된다.

 

 

침전반응

적정에 의한 부피분석 또는 무게분석이나 시료를 그 성분으로 분리할 때 등 분석화학에서 널리 이용되는 반응이다. 일반적으로 액체 속에 존재하는 작은 고체가 액체 바닥에 가라앉아 쌓이는 일을 말한다. 화학에서는 시약을 가하거나 가열・냉각 등에 의하여 일어나는 화학변화의 생성물이 용액 속에 나타나는 현상, 또는 용질이 포화에 도달하여 용액 속에 나오는 것을 말한다. 즉, 염과 용액 또는 용액과 용액을 섞었을 때 침전물이 생기는 반응이다. 또, 이 때 생긴 고체를 침전물 또는 침전이라고 한다.

 

 

침전생성법은 물질의 분리・정제 또는 분석에 흔히 사용되며 화학실험에서 중요한 조작이다. 여기서, 앙금은 특정한 이온끼리 만났을 때 생성되기 때문에 염의 종류를 확인하거나 용액 속에 들어 있는 이온의 종류를 확인할 때 쓰인다. 염화나트륨이나 질산은과 같이 이온으로 된 화합물의 수용액이 섞이면 물에 잘 녹지 않는 성질을 가진 물질이 생길 때가 있는데, 이러한 반응을 침전 반응이라 한다.

 

 

실험 방법

1. 미지시료의 적정

① 시료 (간장 1g, 수돗물 100g)를 정밀하게 달아 물에 용해시켜 250㎖ volumetric flask에 넣고 증류수를 가하여 표선까지 채운다. (시료의 양을 꼭 이대로 할 필요는 없음)

 

② 조제한 시료용액 25㎖를 취하여 삼각플라스크에 옮긴 후 물을 넣어 100㎖ 되게한다.

 

③ 다음 지시약으로 5% K₂CrO₄ 1㎖를 가하고 탄산수소나트륨 약 1g정도를 가한다.

 

④ 0.01N 질산은 표준용액으로 적정하여 생성된 적갈색 침전이 세게 저어주어도 없어지지 않을 때를 종말점으로 하여 표준용액의 소비량을 기록한다.

 

⑤ 2회이상 적정하여 평균값을 구하고 바탕시험으로 값을 보정하여 Cl의 함량을 알아본다.

 

2. 수도물 및 하천수 또는 간장 중의 염화물 이온의 정량

수도물은 음료수를 비롯하여 생활용수 및 공업용수로 사용되고 있다. 우리나라 음료수의 의 농도는 150㎎/ℓ(or ppm) 이하로 규정되어 있다. 물의 소독에 사용되는 염소는 환원되면 으로 변화한다. 이 많으면 물의 맛을 짜게하며, 철관 등의 부식을 초래한다. 수도물이나 하천수중의 은 용액의 표정방법과 같이 수행한다.

 

수돗물이나 하천수인 경우 Cl^-의 농도가 작으므로 시료수 100㎖를 삼각플라스크에 취하여 이를 준비된 AgNO₃용액으로 적정한다. 다만 Cl^- 이 많이 함유된 해수(소금 약 1.8%함유)나 간장같은 화합물은 이를 희석하여 적정한다. 간장은 소금함유 량이 약 18%로 1/100N AgNO₃ 로 적정하기 위해선 이를 약 500배 정도 희석하여 적정한다. 즉, 1㎖을 취하여 증류수로 희석시켜 500㎖ 용액을 만든 다음 이 희석된 시료수의 염소함량을 측정하고 희석배율을 곱하여 간장 중의 염소함량(또는 소금함량)을 측정한다.

 

3. 일반적인 실험 방법

① 주어진 시료를 110℃에서 1시간 말린 시료, NaCl 0.25∼0.35g 범위에서 0.1㎎ 까지 정확히 달아 삼각플라스크에서 100㎖ 정도의 물에 녹이고, pH를 8.0 정도로 맞추기 위해 탄산수노나트륨 1g 정도를 가한다. 만약 용액이 산성이고 이산화탄소의 기포가 생기면 기체 발생이 중지될 때까지 조금씩 더 가한다.

 

② 뷰렛을 0.1N(M) 질산은 표준용액으로 1∼2㎖씩 사용하여 3회 씻은 다음 뷰렛에 채운다. 이때 뷰렛 끝에 기포가 생기지 않도록 주의한다. 시료용액에 지시약인 크롬산용액을 1㎖ 정도 가하고 계속 저으면서 적정한다. 적정의 종말점은 용액이 분홍색을 띨때이다.

 

③ NaCl이 없는 용액에 대하여 바탕시험을 실시하여 적정오차를 최소화한다. 바탕시험(blank test)을 할 때에는 증류수 100㎖에 지시약을 1㎖넣고 탄산수소나트륨 1g을 가하여 질산은 표준용액으로 적정하여 시료용액과 똑같은 방법으로 같은 색이 될 때까지 적가한 질산은용액의 부피를 읽는다. 지시약 바탕시험 값은 0.1M 질산은 0.03∼0.05㎖ 보다 적어야 한다. 이 값을 적정할 때의 측정값에서 빼준다.

 

④ 염화물 함유량을 계산할 때는 시료용액이 소비한 질산은 용액의 부피에서 바탕시험 값을 빼어주면 시료중 염화물이 소비한 질산은 용액의 부피가 된다.

 

 

 

[분석화학실험]Mohr법에 의한 염화물의 정량 레포트