[물리화학실험]Effect of Ionic Strength on Solubility

소개

용액의 이온 세기가 달라짐으로써 이온의 활동도계수가 변함에 따라 열역학적 평형상수를 고려해보는 물리화학실험입니다.


다양한 이온 세기를 갖는 용액에서(d-water, 0.05M, 0.1M, 0.2M, 0.5M NaNO3) 평형 용해도를 측정해본다. 평형 상태를 빠른 시간 내에 얻기 위해서는 충분한 AgAc를 넣은 용액을 가열하여 용해시킨 후에 원하는 온도에서 냉각하므로써 쉽게 확인할 수 있는 이온세기효과 실험입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
(1) 이온 세기(Ionic Strength, μ)
(2) 활동도 계수(Activity Coefficent)
(3) Debye-Hückel Theory
(4) Volhard Method
(5) 이상용액(Ideal solution)
(6) 라울의 법칙(Raoult’s law)
(7) Normal Concentration, N(노르말 농도)
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

? 농도에 따른 이온세기의 변화
? 이온세기의 변화에 따른 활동도계수 변화
? 열역학적 평형상수 측정과 용해도 측정에 따른 활동도계수 도출

(1) 용액의 이온 세기에 따른 이온의 활동도 계수를 구하는 실험이다. 이러한 활동도 계수는 평형상수와 용해도로부터 계산할 수 있을 것이고, 그럼으로써 이들 사이의 연관성에 대해서도 본 실험을 통해 이해할 수 있다.
(2) 수용액에서의 염의 용해도는 다른 종류의 전해질이 존재하는 경우에 달라질 수 있는데 그 이유는 Ⅰ) 공통이온 효과에 의한 것, Ⅱ) 염을 구성하는 이온이 포함되는 화학 반응에 의한 것, Ⅲ) 용액의 이온 세기가 달라짐으로써 이온의 활동도계수가 변함에 의한 것 등이다. 이들 경우에서 첫 번째와 두 번째는 농도로 표현된 근사적인 평형상수를 고려하면 쉽게 이해할 수 있다.
(3) 본 실험에서는 세 번째 경우를 살펴보기 위하여 활동도로 표현된 열역학적 평형상수를 고려하고자 한다. 이때 평형상수는 이온 세기에 따른 용해도 자료를 농도가 0일 때로 외삽하여 구할 수 있으며, 이 평형상수와 측정된 용해도로부터 이온 세기에 따른 활동도 계수를 구할 수 있다

2. 실험 이론 및 원리

? Dehye-H?ckel 이론으로 이온세기와 전환 관련 식을 볼 수 있다.
? 활동도계수 식을 이용해서 식의 A,B를 구한다.

참고자료

· (1) 물리 화학, 피터앳킨스, 안문선, 5th Ed., 청문각, p.386~390
· (2) Physical Chemistry, Peter Atkins, 8th Ed., p.136~165
· (3) 물리 화학 실험, 대한 화학회, 청문각, p.91~94
· (4) 분석 화학, 박기채외, 6th Ed., 탐구당, p.168~177
· (5) Quantitative Chemical Analysis, Harris D.C, 2003, 6th Ed, p.170~186