이산화탄소의 헨리 상수 측정

소개

서울대학교 화학실험 A+ 레포트입니다

목차

I.BACKGROUND & ABSTRACT3

II.METHODS4

III.RESULTS5
1.실험1 : NAOH용액의 표준화5
2.실험2 : 이산화 탄소의 헨리 상수 측정5

IV.DISCUSSION7
1.교반값과 비교반값의 차이 이유7
2.3X10-2 MOLL-1ATM-1 가 이산화탄소의 헨리상수라고 가정하면 실험 값과 다른 이유7
3.실험 1 : KHP으로 NAOH용액의 표준화10
4.실험 2 : H2CO3(L)의 적정 계산 시 1가산으로 간주하는 이유10
5.실험적 요인들의 한계점 및 다른 실험 고안11
6.결론12

V.과제13
1.과제113
2.과제213
3.과제314
4.과제414
5.과제515

VI.REFERENCE17

본문내용

Background & Abstract
본 실험에서는 이산화 탄소의 헨리 상수를 정확히 측정하는 것을 목표로 한다. 먼저 1차 표준물질인 KHP로 수산화 나트륨 용액을 적정하여 용액의 농도를 표준화 한다. 그 후 이 표준화된 수산화 나트륨 용액을 드라이아이스로 포화 시킨 이산화탄소 용액과 적정하여 이산화탄소의 용액의 농도를 구한다. 이제 기체 용해도와 헨리 상수, 기체분압과의 관계식인 헨리의 법칙을 이용하여 이산화탄소의 헨리 상수 (KH)를 구할 수 있다. 이 과정에서 드라이 아이스의 승화, 기체의 용해, 약산의 산 적정 개념을 이해하고 학습할 것이다.
헨리의 법칙(Henry’s law)에 따르면 일정한 온도에서 일정량의 용매에 용해되는 기체의 용해도는 그 기체의 부분 압력에 비례한다. 이를 수식을 표현하면 아래와 같다.
M(녹아 있는 기체의 농도)=kH(헨리 상수)*P(기체의분압)
기체의 용해도는 압력이 작을수록 감소하고, 압력이 높을수록 증가한다. 기체 분자가 많으면 용액 표면과 충돌하여 녹아 들어갈 확률이 커진다. 여기서 생각해야 할 점은 액체에서 기체로 빠져나가는 경우가 압력과 무관하므로 기체의 용해도는 압력에 비례한다는 점이다. 헨리의 법칙을 잘 따르는 기체는 N2, O2, CO2 와 같이 물에 잘 녹지 않는 기체이고, 저압일 때 잘 성립한다. 이 실험에서는 1기압의 CO2 기체와 용해 평형을 이루고 있는 수용액을 실험하기 때문에, 결과적으로 CO2의 몰농도는 CO2 의 헨리 상수가 된다는 것을 알 수 있다.

당량점과 종말점
당량점은 산의 H+ 몰수와 염기의 OH- 몰수가 같아지는 지점임에 반면, 종말점은 산-염기 중화적정실험에서 실험자가 중화점이라고 판단하여 적정을 멈추는 지점을 일컫는다. 중화점에서는 nMV = n’M’V’가 성립된다. 적정에서는 당량점과 종말점이 일치하는 것이 이상적이지만 당량점과 종말점은 꼭 일치하지는 않는다. 당량점과 종말점과의 차이가 적정오차이다.

참고자료

· 김희준, 일반화학실험, 1/ed, 자유아카데미, 2010, p47~50, p52~53 (이산화 탄소의 헨리 상수)
· 김희준 외, 생명의 화학, 삶의 화학, 1/ed, 자유아카데미, 2009 (7장. 물질의 상태와 성질, 9장. 평형반응)
· Oxtoby, Principle of Modern Chemistry, 7/ed, Cengage Learning, 2011, p49~51, p530~550 (Ch 2. Chemical Formulas, Chemical Equations, and Reaction Yields, Ch 16. Solubility and Precipitation Equilibria)
· Raoult’s Law, Henry’s Law. (2021, February 17). Retrieved April 4, 2021, from https://chem.libretexts.org/@go/page/1598
· “Phenolphthalein.” Britannica, 17 Feb. 2007.