exp.6 preparing standard acid and base, analysis of a mixture of carbonate and bicarbonate

목차

1. Purpose
2. Theory
3. Apparatus and Reagents
4. Procedure
5. Data&Results
6. Discussion
7. Reference

본문내용

Purpose:
1. 일차 표준물질에 대해 이해하고, 일차 표준물질로 산-염기 용액을 표준화시킨다.
2. HCl과 NaOH 표준용액을 이용하여 carbonate와 bicarbonate mixture를 산-염기 적정으로 정량한다.
- 직접 적정과 역 적정법으로 분석한다.

Theory
1. 산과 염기 (acid and base)
(1) 산과 염기의 정의와 특성
산과 염기에 대한 정의는 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 아레니우스의 정의, 브뢴스테드-로우리의 정의, 루이스의 정의. 아레니우스는 산과 염기를 수용액 상태에서 설명했다. 아레니우스에 따르면, 산은 물에 녹아 수소이온(H+)을 내놓는 물질, 염기를 물에 녹아 수산화 이온(OH-)을 내놓는 물질이다. 하지만, 아레니우스가 정의한 산과 염기는 수용액 상태를 전제하기 때문에, 물에 녹지 않는 물질이나, 수용액 상태가 아닌 물질에 대해서는 설명할 수 없다는 단점을 가진다. 이러한 한계를 보완하는 정의가 바로 브뢴스테드-로우리의 정의와 루이스의 정의이다. 브뢴스테드-로우리는 양성자의 관점에서, 양성자를 내놓는 물질을 산으로, 양성자를 받는 물질을 염기로 정의한다. 또한, 루이스는 전자쌍의 관점에서 전자쌍을 받는 물질을 산으로, 전자쌍울 주는 물질을 염기로 정의한다. 따라서, 루이스가 정의한 산과 염기의 정의가 브뢴스테드-로우리의 정의보다 조금 더 넓은 수준의 정의라고 할 수 있다.
(2) 다양성자산
HCl과 같은 산은 분자 1개에 1개의 수소 이온을 내놓는다. 하지만, 다양성자산의 경우 분자 1개에 2개 이상의 수소 이온을 내놓는다는 점에서 매우 특징적이다. 일양성자산에는 HCl, HNO3, CH3COOH 등이 있으며, 다양성자 산은 두 개의 양성자를 내놓는 H2SO4, H2CO3와 세 개의 양성자를 내놓는 H3PO4 등이 있다. 하지만, 다양성자산이 물에서 수소 이온을 방출하는 과정은 단계적이며, 각각의 단계가 진행될수록 양성자를 내놓으면서 형성된 음이온의 세기가 증가하기 때문에, Ka값이 감소하면서 이온화 정도가 감소하게 된다. 때문에, 일반적으로 다양성자산의 이온화는 2번째, 3번째 이온화 과정이 아닌 첫 번째 이온화 과정을 주로 다룬다.

참고 자료

Daniel C Harris. 분석화학. 자유아카데미. 2021. 10판 pp263-290