안녕하세요 student 입니다~ ^^ 오늘은 저번 산 염기 포스팅에 이어서 풀이법을 알려드리도록하겠습니다.
 Principles of Modern Chemistry 7th Edition_p.700_Figure 15.13 바로 중화적정 곡선입니다. 많은 분들이 산염기 단원에서 어려워하는 유형중 하나가 중화적정 곡선 분석이지요. 주로, 중화를 하기 위해 필요한 산(혹은 염기)의 부피를 묻는 문제 당량점이나 반당량점에서의 pH를 묻는 문제 중화적정을 하기 전의 산(혹은 염기)의 이온화 상수를 묻는 문제 등등 문제에서 곡선을 제시해놓고 다양한 유형의 문제를 만들어 내죠. 그래서 이번 포스팅에서는 각각의 상황에서 어떻게 문제를 접근해야 하는지에 대해 정리해보려 합니다.
이 그래프는 약산인 아세트산 0.1M 100mL와 강염기인 NaOH 0.1M 용액을 적정한 것입니다. 중화적정 그래프를 접근할때에는 제가 그림에 표시한 것처럼 세 부분에 주목할 필요가 있습니다. 적정용액을 넣지 않은 상태인 시작점, 완충효과가 최대인 반당량점, 중화가 완전히 일어난 당량점 각각의 시점에서 분석해봅시다. 시작점에서는 산과 염기가 서로 아무런 반응을 하지 않은 상태입니다, 따라서 우리가 약산의 농도에서 배웠던 의 관계 공식을 적용해서 마구마구 풀 수 있습니다. 저 위의 그래프의 시작점에서 pH를 구해봅시다. 이때 우리는 산인 아세트산의 이온화상수가 주어지게 되면 산의 pH를 구해볼 수 있습니다. 드디어 중화적정의 빈출포인트인 반당량점에 도달했습니다. 반당량점은 말그대로 중화가 완전히 되는 당량점과 비교했을때, 적정용액을 절반만큼만 넣어서 중화를 절반만큼 진행시켰다는 의미입니다. 그래프 상에서도 기울기가 가장 완만한 지점이기 때문에, 완충효과가 가장 크다고도 하죠. 어찌되었든, 이 지점에서는 pH를 가장 많이 물어봅니다! (다른걸 묻기가 애매해서...)
그런데 어떻게 구하죠? ㅋㅋ 위의 시작점의 경우처럼 수소이온의 농도를 바로 구할수도 없고... 이럴때 바로 헨더슨-하셀바흐 식을 사용하는 것입니다! https://blog.naver.com/kwy44/221788515710 지난번 포스팅에서 이에 대해 소개했었는데요. 이 식을 이용하게 되면, 남아있는 짝산과 짝염기의 농도와 이온화상수만을 가지고 바로 pH를 구할수 있어요! 중화반응식을 세워서 강염기를 한계반응물로 보내버리고 남아있는 짝산과 짝염기의 농도를 구하기만 하면 되는 것이죠. 위의 그래프를 가지고 설명드리겠습니다. 이럴수가... 짝산과 짝염기가 동일한 비율을 가지고 있기 때문에 이런 일이 발생한것입니다. 참고로 헨더슨-하셀바흐 식을 이용하면 꼭 반당량점에서뿐만 아니라, 중화적정 곡선 어느부분에서든, 짝산과 짝염기의 농도비를 알수 있다면 모두 구할수 있습니다. 마지막으로 당량점입니다. 수소이온과 수산화이온이 동일한 양으로 만나는 시점이 바로 당량점이죠. 여기서도 마찬가지로 pH를 자주 물어보게 되는데요. 역시나 헨더슨 하셀바흐식을 사용하면 되겠죠? 이게 무슨 말도 안되는 소리??? 분명 아세트산농도가 0인데... 어떻게 쓰지? ㅋㅋㅋ 그게 아니라 아세트산 농도가 0이 아니란 뜻인거죠! 엥? 분명 중화가 다 되었는데?... 핵심은 바로 염의 가수분해입니다!!! 아세트산 음이온이 염기로 작용하면서, 물과 반응하게 되는 것이죠. 이렇게 되면 새로운 염기의 이온화 상수도 나오게 됩니다. 이렇게 새롭게 구한 염기 이온화상수에 입각해서 공식에 대입하게 되면 최종적으로 pH를 구할수 있게 되는 것이죠. 이렇게 해서 산염기 중화적정 곡선에 대한 포스팅을 마치도록 하겠습니다. 제가 직접 문제들을 풀면서 도움이 되었던 포인트들을 써놓아보았는데요. 언제나 그랬듯이 잘못된 점이나 보완할 점이 필요하다면 댓글에 남겨주시길 바랍니다. 저는 항상 배워가는 학생이니까요.
제 블로그를 방문해주신 여러분들께 감사드리며, 유익하거나 도움이 되었다고 생각하시면 '공감' 과 '광고 클릭'을 부탁드리겠습니다! 화학 화학 적정 문제 적정 은 분석 용액의 알려진 농도와 농도 (적 정액이라고 함)와 반응하여 미지의 농도의 분석 물 (titrand)을 찾는 데 사용되는 분석 화학 기술입니다. 적정은 일반적으로 산 - 염기 반응 및 산화 환원 반응에 사용됩니다. 다음은 산 - 염기 반응에서 분석 물의 농도를 결정하는 문제의 예입니다 : 적정 문제0.5M NaOH의 25ml 용액을 HCl의 50ml 샘플로 중화 될 때까지 적정한다. HCl의 농도는 얼마입니까? 단계별 솔루션 1 단계 - [OH - ] 결정 모든 몰의 NaOH는 1 몰의 OH -을 가질 것입니다. 따라서 [OH - ] = 0.5M이다. 2 단계 - OH - 몰 중 = 몰수 / 부피 # 몰 = 몰 상수 x 체적 OH- = 몰수 (0.5 M) (.025
L) 3 단계 - H + 염기가 산을 중화 할 때, H + 의 몰수 = OH-의 몰수. 따라서, H + 의 몰수는 0.0125 몰이다. 4 단계 - HCl 농도 측정 모든 몰의 HCl은 1 몰의 H +를 생성하므로, HCl 의 몰수 = H + 의 몰수 . 몰 중 = 몰수 / 부피 HCl의 몰 양 = (0.0125 몰) / (0.050 L) 대답 HCl의 농도는 0.25M이다. 다른 솔루션 방법 위의 단계는 하나의 방정식으로 줄일 수 있습니다. M 산 V 산 = M 염기 V 염기 어디에 산 = 산의 농도 이 방정식은 산과 염기의 몰비가 1 : 1 인 산 / 염기 반응에 사용됩니다. Ca (OH) 2 및 HCl에서와 같은 비율이 다른 경우, 비율은 1 몰의 산에서 2 몰의 염기 일 것이다. 방정식은 이제 M 산 V 산 = 2M 염기 V 염기 예제 문제의 비율은 1 : 1입니다. M 산 V 산 = M 염기 V 염기 M 산 (50 ml) = (0.5 M) (25 ml) 적정 계산 오류적정의 동등점을 결정하는 데 사용되는 여러 가지 방법이 있습니다. 어떤 방법을 사용 하던지간에 오차가 생겨 농도 값이 실제 값에 가깝지만 정확하지는 않습니다. 예를 들어, 착색 된 pH 표시기를 사용하면 색상 변화를 감지하기 어려울 수 있습니다. 대개 여기의 오차는 너무 높은 농도 값을 제공하면서 등가 지점을 지나야합니다. 산 - 염기 지시약을 사용할 때 또 다른 잠재적 오류 원인은 용액을 준비하기 위해 사용 된 물에 용액의 pH를 변화시키는 이온이 포함되어있는 경우입니다. 예를 들어, 단단한 수돗물을 사용하는 경우 증류 된 탈 이온수가 용제 인 경우보다 출발 용액이 알칼리성이됩니다. 종점을 찾기 위해 그래프 또는 적정 곡선을 사용하면 동등성 포인트는 예리한 점이 아닌 곡선입니다. 끝점은 실험 데이터를 기반으로하는 일종의 "최상의 추측"입니다. 오차는 그래프에서 색상 변화 또는 외삽 법보다는 산 염기 적정의 끝점을 찾기 위해 보정 된 pH 미터를 사용하여 최소화 할 수 있습니다. |
산염기 적정 문제 - san-yeomgi jeogjeong munje
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