아이오딘 적정법

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최초 생성일 2024.11.20
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"아이오딘 적정법"에 대한 내용입니다.

목차

1. 요오드 적정법
1.1. 실험목적
1.2. 실험기구
1.3. 시약
1.3.1. Na2S2O3
1.3.2. KI
1.3.3. HCl
1.3.4. KIO3
1.3.5. KSCN
1.3.6. Na2CO3
1.3.7. CuCl2
1.4. 실험이론
1.4.1. 적정
1.4.2. 산화·환원 적정
1.4.3. 간접 적정
1.5. 아이오딘 적정
1.6. 아이오딘 반응
1.7. 당량점 과 종말점
1.8. 실험과정
1.8.1. Na2S2O3 표준 용액 제조
1.8.2. Na2S2O3 표준 용액 농도 결정
1.8.3. CuCl2 중 구리의 정량

2. 비타민 C 적정
2.1. 실험목표
2.2. 실험원리 및 이론적 배경
2.3. 실험방법
2.4. 실험결과
2.5. 고찰

3. 참고 문헌

본문내용

1. 요오드 적정법
1.1. 실험목적

요오드 적정법의 실험목적은 요오드 적정법에 대해 이해하고 직접 적정법과 간접 적정법을 하여 구리(Cu)를 정량하여 보는 것이다. 요오드 적정법은 환원성 분석물질이 요오드로 직접 측정되었을 때 직접 요오드 적정법(iodimetry)이라고 하고, 산화성 분석물질을 과량의 요오드 이온(I-)에 가하여 요오드를 생성시킨 후 이것을 시오황산 표준용액으로 적정하는 것을 간접 요오드 적정(iodometry)이라고 한다. 이번 실험에서는 구리(II) 화합물인 CuCl2 중 구리를 간접 요오드 적정법으로 정량하고자 한다. 즉, 구리(II)를 요오드 이온으로 환원시켜 생성된 요오드를 시오황산 표준용액으로 적정하여 구리의 양을 분석하는 것이 실험의 목적이다.


1.2. 실험기구

실험기구에는 삼각플라스크, 부피플라스크, 뷰렛, 저울, 피펫, 메스실린더 등이 사용된다.

삼각플라스크는 적정 실험에 이용되는데, 시료 용액이나 표준용액을 담는 데 사용된다. 부피플라스크는 용액의 정확한 부피를 맞추기 위해 사용된다. 뷰렛은 정량적인 적정을 위해 표준용액을 정확하게 가하는 데 이용된다. 저울은 고체 시약의 질량을 측정하는 데 사용된다. 피펫은 일정량의 시료 용액이나 표준용액을 정확히 옮기는 데 이용된다. 메스실린더는 용액의 정확한 부피를 측정하는 데 사용된다.

이와 같은 다양한 실험기구들은 요오드 적정 실험을 수행하는 데 필수적이며, 정성적인 분석뿐만 아니라 정량적인 분석을 가능하게 한다. 이를 통해 분석 대상 물질의 정확한 농도나 양을 측정할 수 있다.


1.3. 시약
1.3.1. Na2S2O3

Na2S2O3는 '싸이오 황산나트륨' 또는 '티오황산나트륨'이라고 불리는 화합물이다. 이 물질은 적정 실험에 사용되는 중요한 표준 용액이다.

Na2S2O3의 몰질량은 158.11g/mol이며, 녹는점은 48.3°C, 끓는점은 100°C이다. 물에 대한 용해도는 20°C에서 100g당 70.1g 정도로 높은 편이다. 공기 중에서는 안정하지만 찬 공기에 노출되면 조금 습해지는 성질을 가진다. 또한 액체 암모니아에는 잘 녹지만 알코올에는 거의 녹지 않는다.

Na2S2O3는 적정 실험에서 표준 용액으로 자주 사용된다. 정확한 농도를 유지하고 안정하게 보관하는 것이 중요하다. Na2S2O3 표준 용액은 요오드 적정법에서 요오드(I2)를 정량하는데 이용된다. 요오드와 티오황산나트륨 사이의 산화-환원 반응을 통해 요오드의 양을 간접적으로 측정할 수 있다.

표준 용액 제조 시에는 Na2CO3를 소량 첨가하여 용액의 안정성을 높인다. Na2CO3는 Na2S2O3의 분해를 방지하는 역할을 한다. 또한 용액을 가열하여 끓인 뒤 실온으로 냉각시키는 과정을 거치는데, 이는 용존 이산화탄소를 제거하고 용액의 안정성을 높이기 위해서이다.

이처럼 Na2S2O3는 적정 실험에서 매우 중요한 역할을 하는 시약으로, 정확한 농도 유지와 안정한 보관이 요구된다. 또한 표준 용액 제조 시 Na2CO3 첨가와 가열-냉각 과정을 거치는 것이 일반적인 방법이다.


1.3.2. KI

KI는 아이오딘화 칼륨(potassium Iodide)의 약칭으로, 무색투명한 결정 또는 흰색 결정형 분말이며 냄새가 없다. 몰질량은 166.01g/mol이며, 녹는점 723°C, 끓는점 1330°C의 특성을 가진다.

KI의 주요 특징은 다음과 같다. 첫째, 아이오딘은 체내의 신진대사를 촉진시키는 작용이 있어 의약품으로 만성관절염, 만성류머티즘, 신경통, 만성금속중독, 매독 등에 사용된다. 둘째, KI는 아이오딘과 결합하여 I3- 형태를 만들어 아이오딘의 용해도를 높인다. 이는 적정에서 I3-를 이용하는 간접 요오드 적정법(Iodometry)에 활용된다. 셋째, KI는 에탄올, 액체 암모니아에는 녹지만 물에는 잘 녹는 특성이 있다.

이처럼 KI는 체내 아이오딘의 흡수와 활용을 높이며, 적정 실험에서 아이오딘의 용해도를 개선하는 등 다양한 용도로 사용되는 중요한 시약이다.


1.3.3. HCl

HCl은 염산이라고도 불리며, 무색의 자극적인 냄새가 나는 강한 산으로 알려져 있다. 염산의 분자량은 36.5 g/mol이며, 밀도는 1.19 g/cm3(36% 용액 기준)이다.

염산은 수용액 상태로 존재하며, 물에 잘 녹는다. 수용액 상태에서 H+ 이온과 Cl- 이온으로 해리되어 있다. 이로 인해 수용액은 강한 산성을 나타내게 된다. 또한 물과 반응하여 염화수소 기체를 생성하는데, 이 기체는 공기 중에서 물과 반응하여 다시 염산을 형성한다.

염산은 단백질을 가수분해하는 성질이 있어 의약품 생산, 금속 표면 처리, 화학공정 등에 다양하게 활용된다. 하지만 부식성이 강하여 취급 시 주의가 필요하다. 특히 알루미늄, 아연과 반응하여 수소 기체를 발생시키므로 화재나 폭발의 위험이 있다. 따라서 염산을 취급할 때는 환기가 잘 되는 곳에서 개인보호장비를 착용하는 등 안전 수칙을 준수해야 한다.


1.3.4. KIO3

KIO3는 아이오딘산칼륨 (potassium iodate)의 약어로, 분자식은 KIO3이다. 이 화합물은 분자량이 214.01g/mol이며, 녹는점은 560°C, 밀도는 3.89g/㎤이다. 용해도는 0°C에서 100g의 물에 대해 4.7g, 100°C에서 32.2g이 녹는다. 상태는 흰색의 결정형 고체이다.

KIO3는 특성상 에탄올이나 액체 암모니아에는 녹지 않지만, 물에는 잘 녹는다. 이 화합물은 무색 단사 결정계 구조를 가지고 있다. 중요한 특징은 탄소나 유기물과 같은 가연성 물질과 섞어 가열하거나 충격을 가하면 폭발할 수 있다는 것이다.

요오드 적...


참고 자료

분석화학 제 8판/daniel harris/2009
분석화학실험/자유아카데미
금성출판사 - 고등학교 화학2
명지대학교 - 화공기초실습

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