화공기초실험 | 과산화수소의 농도 측정

 

 

 

TIP

 

 

습식 정량분석법 중의 하나인 적정법을 사용하여 과산화수소의 농도를 측정한다.

 

 

 

정량분석

어떤시료에 대해 성분의 양이나 비율을 결정하는 화학 분석법. 정량분석의 방법에는 여러가지가 있는데 이들은 편의상 어떤 성질을 이용하는 가에 따라 크게 물리적 방법과 화학적 방법으로 분류된다. 화학적 방법은 침전·중화·산화 반응이나 일반적으로 새로운 화합물이 형성되는 반응과 관련되어 있다.

 

엄밀한 화학적 방법의 주요형태에는 무게분석과 용량분석(적정분석)이 있다. 물리적 방법은 밀도, 굴절률, 빛의 흡수나 편광, 기전력, 자화율 등의 여러 가지 물리적 성질을 측정하는 것이다. 실제 분석에서는 시료에서 원하는 성분을 분리하는 정성분석과 그 성분의 존재량을 측정하는 정량분석을 같이 실시해야 한다.

 

 

산화-환원 반응

1. 산화는 전자를 잃는(산화수가 증가하는)반응을 말하고, 환원은 전자 얻는(산화수가 감소하는)반응을 말한다.

 

2. 산화환원 반응에서 어떤 원자가 전자를 방출하면 방출한 전자수 만큼 원자의 산화수가 증가되고 반면에 전자를 받으면 원자는 받은 전자수 만큼 산화수가 감소된다.

 

3. 방축전 자수와 얻은 전자수가 같으므로 산화 환원 반응은 반드시 동시 에 일어난다.

 

4. 산-염기 반응과 마찬가지로 정량적으로 일어나기 때문에 시료의 농도를 알아내는 부피 분석법으로 활용될 수 있다. 농도를 정확하게 알고 있는 산화제 또는 환원제의 표준용액으로 시료를 완전히 산화 또는 환원시키는데 필요한 양을 측정하면 시료에 들어있는 물질의 농도를 알아낼 수 있다. 예를 들면, 환원되는 물질은 센 산화제의 용액으로 적정할 수 있고, 또는 그 반대로도 적정할 수 있다.

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실험 방법

1. 표준 KMnO₄ 용액의 제조

1) 0.02M의 KMnO4 용액 250 ㎖를 만드는데 필요한 KMnO4의 무게를 달아, 증류수 200㎖에 녹이고 90℃까지 가열한 다음 찬 증류수로 250㎖가 되게 한다.

 

2) 용액을 마개가 달린 깨끗한 병에 넣는다. 병에 용액의 제조 날자, 농도, 제조자의 이름을 써 붙인다. 용액을 사용하지 않을 때에는 항상 어두운 곳에서 보관한다.

 

2. 표준 KMnO₄ 용액의 표정

1) 105-110℃ 에서 2시간동안 건조시킨 Na₂C₂O₄를 사용하여, 0.05M Na₂C₂O₄ 용액 100㎖ 를 만든다. 그 용액 25㎖를 삼각플라스크에 넣고, 3M 황산 15㎖를 가한다.

 

2) 표정할 KMnO₄ 용액을 뷰렛에 넣고, 당량부피의 90～95%에 해당되는 양을 용액에 빨리 가한 다음 나머지 양은 당량점까지 천천히 가한다. 이 때 용액의 온도를 55～60 로 한다. 당량점은 용액이 희미한 핑크색을 30초정도 유지할 때이다.

 

3) 적정을 두 번하여 평균값을 구한다.

 

3. 과산화수소의 농도 결정

1) 뷰렛을 이용하여 20-volume 과산화수소 25.0㎖를 500㎖의 용량플라스크에 옮긴 다음 증류수로 눈금까지 채우고, 용액을 잘 흔든다.

 

2) 묽힌 용액 25.0 ㎖를 피펫으로 삼각플라스크로 옮긴 다음, 200㎖ 증류수로 묽히고 묽은 황산(1:5) 20㎖를 가한다.

 

3) 0.02M의 KMnO₄ 표준 용액으로 적정한다. 당량점은 용액이 희미한 핑크 색으로 될 때이다. 적정을 두 번 연속하여 적정액이 0.1㎖이내로 일치해야 한다.

 

4) 원액 1ℓ에 들어 있는 과산화수소의 무게와 농도를 계산한다.

 

 

 

[화공기초실험]과산화수소의 농도 측정 레포트