서울여대 일반화학실험2 완충용액

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목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
1) 완충 용액
2) BrØnsted-Lowry의 산-염기
3) 완충 용액의 pH
4) CO32- 용액의 산-염기 적정

3. 시약 및 기구
1) Reagent
2) Instrument & Apparatus (기구 및 초자)

4. 실험 방법
1) pH meter(Calibration)
2) 실험
3) 적정 곡선

5. 고찰
1) 실험 고찰
2) 추가 고찰

본문내용

3. 실험 목적
CO32- 수용액을 HCI로 적정하면서 적정 곡선을 얻고, 이를 통해 완충 효과가 잘 일어나는 조건과 당량점 근처에서의 pH 변화를 파악하여 완충 용액에 대해 이해한다.
4. 실험 원리
1) 완충 용액
완충 용액은 약산과 그 약산의 염, 약염기와 약염기의 염을 포함하는 용액이며, 소량의 산이나 염기를 첨가하여도 pH 변화에 저항하는 능력을 가진 용액이다. 완충 용액은 첨가한 OH- 이온과 반응할 수 있도록 비교적 큰 농도의 산을 포함하고 있어야 하며, 또한 첨가한 H+ 이온과도 반응하도록 충분한 농도의 염기를 포함하고 있어야 한다. 더욱이 완충제의 산과 염기 성분들은 중화 반응에서 서로 소비되지 않아야 한다. 이들 요건은 산-염기쌍, 즉 약산과 그 짝염기 또는 약염기와 그 짝산(짝염기와 짝산은 염으로서 공급)에 의하여 충족된다.
몰 단위의 아세트산(CH3COOH)과 그 염인 아세트산 소듐(CH3COONa)을 물에 가하여 간단한 완충 용액을 만들 수 있다. 산과 짝염기(CH3COONa로부터 나옴) 각각의 평형 농도는 초기 농도와 같다고 가정할 수 있다. 이들 두 물질을 포함하는 용액은 첨가한 산이나 염기를 중화할 수 있는 능력을 가지고 있다. 아세트산 소듐은 강전해질로서 물에서 완전히 이온화된다.
CH3COONa (s) → CH3COO- (aq) + Na+ (aq)
산을 가하면, 완충제 중 짝염기 CH3COO- 에 의해 다음 식에 따라 H+ 이온이 소비된다.
CH3COO- (aq) + H+ (aq) → CH3COOH (aq)
염기를 완충계에 가하면, 완충제 중 산에 의해 OH- 이온이 중화된다.
CH3COOH (aq) + OH- (aq) → CH3COO- (aq) + H2O (l)
완충 용량, 즉 완충 용액의 능력은 완충 용액을 만든 산과 짝염기의 양에 의존한다. 약산과 짝염기의 양이 많을수록 완충 용량은 커진다. 일반적으로 완충계는 염-산 또는 짝염기-산으로 나타낼 수 있다.

참고 자료

이홍인, 2014, 일반화학실험, 자유아카데미
화학교재연구회, 2018, 레이먼드 창의 일반화학 제12판, 사이플러스
안전보건공단 화학물질정보, water, 탄산나트륨, 염화수소, acetone, 2019년12월06일,
https://msds.kosha.or.kr/kcic/msdssearchMsds.do