일반화학실험 | 용액의 제조 및 표준화

 

 

 

TIP

 

 

1. 일정한 농도의 용액을 만들고 이를 중화적정을 통하여 표준화한다.
2. 분자식을 알고 있는 산성용액에 뷰렛을 이용하여 NaOH 수용액을 떨어뜨리며 중화점을 측정하고, 알아낸 중화점에서 떨어뜨린 NaOH의 부피를 통해 NaOH의 몰농도를 구할 수 있다.

 

 

 

표준 용액

적정분석 실험에서 사용되는 정확한 농도를 알고 있는 시약을 말하며, 표준액이라고도 한다. 옥살산 표준용액과 같이 순수한 물질을 칭량하여 일정량의 용액에 녹이는 것만으로 표준용액이 얻어지는 경우와 수산화바륨 표준용액과 같이 그 농도를 다른 표준용액에 의하여 간접적으로 정하는 경우가 있다.

 

표준용액은 다양한 적정 실험에 사용된다. 대표적 적정실험인 중화적정으로 예로 들면, 농도를 모르는 염기를 삼각 플라스크에 넣어둔 상태에서 정확한 농도를 알고 있는 산을 한 방울씩 떨어뜨린다. 중화점에 도달하면 그 순간까지 가해준 산의 양을 구한 후, 계산을 통해 농도를 모르던 염기의 농도를 구할 수가 있다. 이 실험에서 사용된 농도를 알고 있는 산이 바로 표준용액이 된다. 농도를 모르는 염기의 농도를 알기 위해서는 산을 표준용액으로 사용하고, 농도를 모르는 산의 농도를 알기 위해서는 염기를 표준용액으로 사용한다.

 

표준용액으로 사용되기 위해서는 분석물과 빠르게 반응해야 하며, 최대한 정확한 종말점을 얻기 위해 분석물과 거의 완전히 반응해야 한다. 또한 정확한 적정을 위해서 정확한 농도를 유지해야 하고, 오랜 기간 안정하게 보존해야 한다.

 

몇가지 산과 염기들은 일차 표준물질로 사용할 수 있을 만큼 순수하게 얻을 수 있으나 NaOH와 KOH는 시약급 물질이 탄산 이온(대기중 와 반응한 결과)과 흡수한 물을 포함하기 때문에 일차 표준물질이 될 수 없다. NaOH와 KOH 용액은 일차 표준시약으로 표준화(농도결정)해야 한다.

 

염기용액을 표정하는데 쓰이는 일차 표준물질로서는 프탈산수소 칼륨을 가장 많이 쓰고 이밖에 벤조산도 쓰이며 또 이수화옥살산도 많이 쓰인다. 그리고 요오드산수소칼륨도 대단히 좋은 일차 표준물이다.

 

NaOH는 강한 염기이고 프탈산수소포타슘은 산이므로 반응을 하게 될 때 물과 열을 발생한다.(두 용액을 섞을 경우 중화 반응을 한다.)

 

중화점에서는 MV=M'V' 이라는 공식을 이용하여 첨가 해 준 산과 염기용액의 각각 부피를 알고한 용액의 몰 농도를 알 경우, 다른 용액의 몰 농도를 구할 수 있다.

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실험 방법

1. 0.100M NaOH 용액의 제조

1) 100㎖ 부피 플라스크에 증류수 ～30㎖ 를 넣고, 0.4g의 NaOH를 넣어 녹인다.

 

 

2. 0.100M NaOH 용액의 표준화

1) 건조된 50㎖ 뷰렛에 NaOH 수용액을 채운다.

 

2) 프탈산수소포타슘 0.2g을 정확히 측정하여 100㎖ 삼각 플라스크에 넣고 증류수 25㎖를 넣어 완전히 녹인다.

 

3) 페놀프탈레인 지시약 2～3 방울을 첨가하고 종말점에 도달할 때까지 0.1M NaOH용액을 프탈산수소포타슘 용액에 방울방울 떨어뜨리면서 적정한다. 30초 이상 분홍색이 남아 있으면 반응은 완결 된 것으로 간주한다.

 

4) 종말점에 도달하면 뷰렛의 눈금을 0.01㎖ 단위까지 읽고 기록해 둔다.

 

5) 위와 같은 실험을 2회 더 실시한 뒤 NaOH 용액의 평균 몰 농도를 계산하여, 처음에 제조한 용액의 몰 농도와 비교한다.

 

3. 뷰렛의 한 방울의 부피 측정

1) 50㎖ 뷰렛에서 1㎖의 부피가 흘러나올 때의 방울수를 세어 한 방울의 용액에 대한 부피를 계산한다.

 

 

[일반화학실험]용액의 제조 및 표준화

 

 

[일반화학실험]용액의 제조 및 표준화 레포트