일반화학실험 | pH 측정 및 이온화상수 결정

 

 

 

TIP

 

 

1. 강산과 약산의 적정곡선을 살펴보고, 약산의 이온화상수(해리평형상수)를 구해본다.
2. pH 미터의 조작법을 익힌다.

 

 

 

pH 미터

pH는 수소이온농도를 표시하는 것이기 때문에 용액중의 수소이온을 갖는 전기량을 측정하면 정확히 알 수 있다. 일반적으로 한 개의 표준전극(염화제일수은 전극이 많이 사용되고 있음)과 측정전극(유리, 수소, 안치모느 킨히드론 등의 전극)과의 사이에서 생기는 전위차를 전위차로서 읽도록 한 원리로 되어있고 유리전극을 사용하는 것이 대부분이다.

 

pH 미터의 장점은 다음과 같다. 첫째로 측정범위가 넓고 산화와 환원제는 물론 모두 pH 미터를 측정 할 수 있고, 반유동성인 액체나 가스를 함유한 경우와 적은 시료액에서도 사용이 가능하다. 둘째는 전위차가 매우 빠르게 평형에 도달하기 때문에 측정도중에 pH가 변화할 염려가 있는 용액과 수시로 pH를 변화시켜 측정할 수 있기 때문에 자동조정과 자동제어도 가능하다. 셋째로 그 측정값이 비교적 정확하여 0.01단위까지 측정할 수 있다.

 

 

유리 전극과 pH미터의 원리 및 구조

유리의 얇은 막 양쪽에 서로 다른 두 종류의 용액을 넣으면 양쪽 용액의 pH차에 비례하는 기전력이 얇은 유리막 양쪽에 생긴다. 양 용액 중에 전극 E, E'를 넣으면 전위차가 측정되며, pH와 전위차 사이의 관계로 부터 미지의 pH를 알 수 있게 된다. 실제의 pH 미터는 안정한 전압을 나타내는 칼로멜 전극이나 염화은 전극과 같은 것을 사용한다. pH 미터는 위에서 말한 유리 전극 및 비교 전극으로 이루어진 검출부와 검출된 전위차를 지시하는 지시부로 구성되어 있으며, 검출 부에는 필요에 따라 온도 보정용 감온부를, 또 지시 부에는 일반적으로 비대칭 전위 조절용 다이얼 및 온도 보정용 또는 감도 조절용 다이얼이 붙어 있다.

 

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 먼저 실험에 필요한 기기 및 시약을 준비한다.

 

2) pH미터를 켜고 10분간 방치 warm-up을 한다.

 

 

3) 전극을 증류수로 잘 씻고 조심스럽게 거름종이로 닦아준다.

 

4) 준비된 HCl용액의 pH를 측정하고 측정값과 참값을 비교한다.(pH 2～5의 4가지 용액)

 

5) 염기를 뷰렛에 채우고 약 0.1N 염산 용액 25㎖를 피펫으로 취하여 600㎖ 비커에에 넣는다.

 

6) 증류수 175㎖를 더 넣고, 염기를 1㎖씩 가해주면서 약 pH가 4.5가 될 때까지 넣어준다.(1㎖씩 가할때마다 pH를 읽는다.)

 

7) pH 4.5에서부터 pH 10이 될 때까지 0.2㎖씩 염기를 가해주면서 pH를 측정한다.

 

8) 1㎖씩 염기를 3번 가해주고 멈춘다.

 

9) 0.1N 아세트산용액 25㎖를 피펫으로 취한다.

 

10) 600㎖ 깨끗한 비커에 넣고, 증류수 175㎖를 더 가한다.

 

11) 같은 방법으로 염기를 1㎖씩 가해주면서 약 pH가 6이 될 때까지 넣어주면서 pH를 측정한다.

 

12) pH 6에서부터 pH 10이 될 때까지 0.2㎖씩 염기를 가해주면서 pH를 측정한다.

 

13) 1㎖씩 염기를 3번 가해주고 멈춘다.

 

 

 

[일반화학실험]pH 측정 및 이온화상수 결정 레포트