일반화학실험 | 제산제와 아스피린의 정량

 

 

 

TIP

 

 

위산과다에 복용하는 제산제 등은 염기이며, 감기약으로 복용하는 아스피린은 약산이다. 따라서 앞에서 제조하고 표준화한 염산과 수산화나트륨 표준 용액으로 제산제 및 아스피린을 적정 할 수있다. 여기서는 식용소다(탄산수소 나트륨) 아스피린을 약염기～강산 및 약산-강염기 시료의 제산제 적정법으로 적정하여 두 가지 시료의 순도를 결정하는 실험을 수행한다.

 

 

 

중화적정

산과 염기가 반응하여 중화가 일어날 때 양적 간계를 이용하여 농도를 모르는 산-염기의 농도를 결정하는 것을 중화적정이라고 한다. 산염기 적정 수용액에서의 중화 반응을 이온방정식으로 표시하면 다음과 같다.

 

H₃O⁺ + OH^- ↔ 2H₂O

 

이 반응은 용액에서 일어나므로 용액이 농도를 생각하지 않을 수 없다. ㏖e농도의 용액의 일장한 양에 들어 있는 용질의 ㏖e수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

 

용질의 몰수 = (용질의 수/1L 용액) × 용액의 몰수

 

단위가 상쇄되어 용질의 ㏖e수만이 남게 된다. 완전한 중화 반응은 총 H₃O⁺ 이온과 그와 같은 몰수의 OH^- 이온과의 반응이다. 산 1몰당 1몰의 H₃O⁺ 를 가진 임의의 산이 염기 1몰당 1몰이 OH^- 를 가진 임의의 산이 염기 1몰당 1몰의 OH^- 를 가진 염기와 완전히 중화하려면 다음식이 성립해야 한다.

 

M_a × V_a = M_b ×V_a

 

여기에 M_a 및 M_b 는 산 및 염기의 농도이고 V_a 및 V_b는 그들의 부피이다. 이식은 산 및 염기의 12몰의 각각 1몰의 수산기를 가진 경우에는 언제든지 성립한다. 황산 1몰은 H₃O⁺ 2몰을 내므로 NaOH 1몰은 황산1몰을 중화하지 못한다. H₂SO₄ 와 같은 산 또는 Ba(OH)₂ 와 같은 염기에 대해서는 그들 1몰당 2몰의 H₃O⁺ 또는 OH^- 이 있다는 사실을 고려해 넣어야 하므로 새로운 농도 단위인 노르말 농도를 생각하기로 하자.

 

이농도 단위는 용액 1l당 용질의 몰수가 아니고 1l당 그 그램 당량수를 나타낸다. 당량은 반응의 종류에 따라 다르다. 그러나 지금의 경우 그 뜻은 몇몇 예를 들면 명확해진다. 노르말 농도는 그 용액에서 반응에 관여하는 수소이온 및 수산이온의 농도를 표시하므로 N_a × V_a = N_b ×V_b와 같아진다.

 

당량수 = 무게/당량 = 분자량 /H₃O⁺ 또는 OH^-의 수

 

 

제산제

위산의 작용을 억제하는 약제이다. 이는 위액분비를 억제하고 위산을 중화시키거나 또는 흡착하여 그 작용을 줄이고, 또는 침전하여 위장점막에 침착한 후 궤양 면을 덮어 보호하며, 산 자극을 완화시키는 작용을 한다. 위의 소화액은 꽤 강한 산성(pH 1.0～1.5)이며 염산이 주성분이다. 이 정도의 산성용액은 박테리아가 살기 어렵게 해 몸을 보호해 준다.

 

놀랍게도 우리들의 위벽에 있는 수천 개의 세포가 염산을 분비해 단백질성 음식의 소화를 돕는 효소의 활성을 극대화한다. 한 예로 위액 중에 있는 단백질 소화효소인 펩신은 수소이온농도(pH)가 1.5～2.5일 때 가장 활성이 크며, pH가 4～5정도만 되어도 소화능력을 잃는다. 그러나 우스운 일은 위벽 자체도 단백질로 되어 있다는 점이다. 위액의 효소가 단백질음식과 위벽의 단백질을 구별하지 못하고 다 소화해 버릴 위험이 있다는 얘기가 된다.

 

다행히 우리들의 위는 위산과 효소를 견디어 낼 수 있는 알칼리성 점액 막과 같은 특수 보호 장치를 갖고 있지만, 혹시 이 보호 장치에 고장이 나거나 지나치게 위산이 많이 분비되면 위액과 위액 속의 펩신이 위벽을 공격하는 위궤양을 부르게 된다. 따라서 제산제를 복용함으로써 이 위액과 반응하여 산을 없애고 물을 생성하여 이와 같은 상황을 방지한다.

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실험 방법

1. 제산제의 역적정

1) 시판용 제산제 약 1g을 0.001g까지 정확히 정량하여 250㎖ 삼각 플라스크에 넣고 0.5M HCl 표준용액을 정확히 40㎖ 가하여 가열판 위에서 가급적 천천히 약 5분간 가열한다.

 

2) 용액을 가열하는 동안 50㎖뷰렛에 0.5M NaOH 표준용액을 채우고 눈금을 맞춘다.

 

3) 끓인 용액을 수용액상에서 냉각시켜 실온으로 한 후 페놀프탈레인 지시약2～3방울을 가하여 용액이 무색에서 엷은 분홍색을 나타낼 때까지 적정한다

 

4) 이것을 3회 반복한다.

 

5) 가해준 HCl의 몰에서 적정에 소비된 NaOH 표준용액의 몰을 빼주어서 반응한 HCl의 몰을 구하고 제산제 속의 활성성분량을 환산한다.

 

6) 제산제의 순도를 결정하고 제풀에 표시된 성분함량과 비교한다.

 

2. 아스피린의 직접적정

1) 아스피린 정제 4～5정을 막자사발에 갈아서 약2g을 0.001g까지 정확히 달아 250㎖삼각플라스크에 넣고 약 50㎖의 중류수를 가하여 완전히 녹인다.

 

2) 페놀프탈레인 지시약 2～3방울을 가하고 0.5M수산화나트륨 표준용액으로 적정한다.

 

3) 2회 반복한다.

 

4) 직접적정은 역적정과 달리 0.5M수산화나트륨 표준용액의 소비량이 아스피린 중 활성 성분량으로 한산할 수 있다. 따라서 아스피린의 순도를 결정하고 성분함량 표시와 비교한다.

 

 

 

일반화학실험제산제와 아스피린의 정량 레포트