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자연과학 자료실 일반화학실험 - pH측정

[자연과학] 일반화학실험 - pH측정

1. 실험제목 ; pH측정

2. 실험목적 ; 산-염기 지시약을 통해 pH를 측정하고, 지시약의 개념과 pH의 원리를 알아본다.
3. 실험이론 ; pH는 물에 녹아 있는 옥소늄 이온(H3O+)의 양에 의해 결정되는 산성의 정도를 나타내는 것으로 화학 프로세서에서의 산성측정, 부식 방지를 이용한 공해 시설, pH에 의해 제품의 질이 결정되는 생산 프로세스, 정수 시설 등 여러 분야에 이용되고 있다. 이와 같이 pH를 결정하는 이온은 옥소늄 이온과 수산화 이온으로 이들은 물 분자가 분해되어 다음과 같이 옥소늄 이온과 수산화 이온으로 된다.
2H2O ↔ H3O+ + OH -
산성이나 알카리성의 정도는 수산화 이온보다 옥소늄 이온(oxonium ion)이 많으면 그 용해 물질을 산이라 하고 수산화 이온이 많으면 그 용해 물질을 알카리(base,allkaline)라 한다.
pH는 용액의 산성 또는 알칼리성의 정도를 나타내기 위해 몰농도로 나타낸 수소이온농도의 역수의 대수 값이다.

pH를 측정하는 방법은 여러 가지가 있으나 산염기지시약이 수소이온농도에 의하여 변색되는 것을 보고 pH를 결정하는 방법과 pH를 이용한 전기적 측정법이 흔히 쓰인다. 산-염기지시약은 산형과 그의 짝염기형이 다른 색깔을 나타내는 약한 산 혹은 약한 염기이며, 산형이 HInd와 염기형인 Ind-의 농도는 지시약 해리상수와 관련된다.
HInd Ind-

따라서 지시약의 색깔은 비로 결정되며, 용액의 수소이온농도가 크면 대부분의 지시약은 산형의 색깔을 나타내며, 수소이온농도가 작으면 염기형의 색깔로 변하게 된다. 수소이온의 농도가 지시약의 해리 상수와 같으면 산형과 염기형의 농도는 같아진다. 산형과 염기형 사이에서 지시약의 분자분포는 수소 이온농도에 달려있으므로 지시약이 들어 있는 용액의 색깔도 수소이온농도에 따라 변하며, 색깔의 변화를 일으키는 pH범위도 지시약에 따라 다르다. 따라서 몇 가지의 지시약을 써서 색깔을 비교함으로써 대략적인 pH값을 알아 낼 수 있다.
pH미터는 전극을 사용하는 전기적 pH측정 장치로서 pH전역에 걸쳐서 측정할 수 있으며, 산화성 및 환원성의 물질이나 비수용액뿐만 아니라 착색된 용액의 pH도 측정할 수 있다. pH미터에 의한 기적 측정법은 용액 속에 담근 지시전구(indicator electrode)과 기준전극(reference electrode) 사이의 전위차 측정에 의하여 pH를 결정하는 방법이다. 지시전극의의 특징은 용액의 pH의 변화에 비례하여 진위가 변한다는 점인데, 이에는 수소전극, 퀸히드론 전극, 안티몬전극, 유리전극 등이 있으나 일반적인 측정에는 유리전극이 많이 쓰인다. 표준이 되는 기준전극은 수소전극 이지만 사용하기 불편 하므로 유리전극의 내부전극과 같은 종류, 같은 조성을 가진 포화 칼로멜 전극이 쓰이는데, 이것은 용액의 pH에 관계없이 일정한 전극전위를 나타내는 특징이 있다.
pH 지시약을 분석용액에 첨가하여 지시약의 색변화로 pH 변화를 알 수 있다. pH에 따라 지시약의 색이 변화한다. 정성분석용으로는 넓은 범위의 pH에 걸쳐 색이 변하는 지시약을 사용하고 정량분석용으로는 좁은 범위의 pH에 걸쳐 색이 확 변하는 지시약을 사용해야한다. 넓은 범위에 걸쳐 여러 개의 평형상태를 가진 지시약과 분광학적 방법을 사용하여 용액 색깔을 결정하는 pH 의존적인 물질의 상대적 양을 알아내는 매우 정밀한 측정이 가능하다. 지시약은 물질의 pH를 재는 데 쓰인다. 흔히 쓰이는 것으로는 리트머스 종이(litmus paper), 페놀프탈레인, 메틸 오렌지(methyl orange), 브롬티몰 블루(bromthymol blue)가 있다. 리트머스 종이는 산성에서 붉은색, 염기성에서 푸른색을 나타낸다. 페놀프탈레


자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=15040635&sid=leesk55&key=



[문서정보]

문서분량 : 4 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 자료실 일반화학실험 - pH측정
파일이름 : [자연과학] 일반화학실험 - pH측정.hwp
키워드 : 자연과학,일반화학실험,pH측정,자료실
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