KMnO4 수용액의 흡광곡선 및 미지농도 결정 결과

문서 내 토픽

1. KMnO4의 화학적 성질 및 광분해 화학식

KMnO4는 강한 산화력을 가지고 있으며 염산과 반응하면 염소를 발생시키고, 황산과 반응하면 폭발한다. 물에 녹으면 진한 보라색을 띤다. 빛에 의해 분해반응이 촉진되기 때문에 화학식 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2(s) + O2와 같이 광분해된다.
2. UV-VIS 기기 사용 시 Cuvette 방향

빛은 cuvette의 투명한 부분을 통해 투과되어 흡광도가 측정되기 때문에, UV-VIS 기기를 사용할 때 cuvette의 불투명한 부분이 앞으로 오게 해야 한다.
3. KMnO4 표준용액의 검정곡선 작성

실험 1에서 KMnO4 표준용액을 희석시켜 10, 20, 30, 40, 50 ppm 다섯 가지의 표준용액을 제조하였고, 실험 2에서 KMnO4 표준용액의 검정곡선을 작성하였다. KMnO4의 최대 흡수파장은 520 nm이므로 이 파장에서 흡광도를 측정하였다.
4. 미지 시료의 농도 결정

실험 3에서 미지 시료의 흡광도는 0.502로 나왔다. 표준용액의 검정곡선 그래프 식에 대입하여 미지 시료의 농도는 27.3 ppm 임을 결정할 수 있었다. 미지 시료를 제조할 때 1000 ppm KMnO4 표준용액 2.5 mL를 100 mL 부피 플라스크에 희석시켰기 때문에 미지 시료의 농도는 25 ppm 이다. 이때 오차율은 9.2%이다.
5. 오차 원인 및 광분해에 의한 오차 감소 방법

오차 원인으로는 실험자의 주관적인 판단, 부피 측정 시 메스실린더에 남아 있는 소량의 시료, 측정 도구의 부정확함, 환경적 오차, 계산 실수 등이 있다. 또한 KMnO4는 빛에 의해 분해반응이 촉진되기 때문에 농도를 감소시키고, 이는 양의 오차를 발생시킨다. 광분해에 의한 오차를 줄이기 위해서는 실험을 빠르게 진행해야 하며 알루미늄 호일로 부피 플라스크를 감싸서 보관해야 한다.

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1. KMnO4의 화학적 성질 및 광분해 화학식

KMnO4는 강력한 산화제로, 다양한 화학 반응에서 활용됩니다. 화학적 성질로는 강한 산화력, 자주색 용액 형성, 열에 의한 분해 등이 있습니다. 또한 KMnO4는 빛에 의해 분해되는 광분해 반응이 일어나는데, 이때 화학식은 2KMnO4 → 2MnO2 + 3O2가 됩니다. 이러한 광분해 반응은 KMnO4 표준용액 제조 및 사용 시 주의해야 할 사항입니다.
2. UV-VIS 기기 사용 시 Cuvette 방향

UV-VIS 분광광도계를 사용할 때 cuvette의 방향은 매우 중요합니다. cuvette은 반드시 광경로에 수직으로 놓여야 하며, 시료 용액이 균일하게 분포되어야 합니다. 만약 cuvette이 기울어져 있거나 시료 용액이 균일하지 않다면 측정값에 오차가 발생할 수 있습니다. 따라서 cuvette 방향과 시료 용액의 균일성을 항상 확인하는 것이 중요합니다.
3. KMnO4 표준용액의 검정곡선 작성

KMnO4 표준용액의 검정곡선 작성은 미지 시료의 농도를 정확히 결정하기 위해 필수적입니다. 검정곡선은 KMnO4 표준용액의 농도와 흡광도 간의 관계를 나타내며, 이를 통해 미지 시료의 농도를 계산할 수 있습니다. 검정곡선 작성 시 표준용액의 농도 범위, 측정 파장, 시료 희석 비율 등을 적절히 선택하여 정확성과 재현성을 확보해야 합니다.
4. 미지 시료의 농도 결정

미지 시료의 농도를 결정하기 위해서는 먼저 KMnO4 표준용액의 검정곡선을 작성해야 합니다. 이를 통해 미지 시료의 흡광도 값을 검정곡선에 대입하여 농도를 계산할 수 있습니다. 이때 시료 희석 비율, 측정 파장, 온도 등의 요인을 고려해야 하며, 반복 측정을 통해 정확성을 높일 수 있습니다. 또한 오차 분석을 통해 결과의 신뢰성을 확보할 수 있습니다.
5. 오차 원인 및 광분해에 의한 오차 감소 방법

KMnO4 실험에서 발생할 수 있는 오차 원인으로는 시료 준비, 기기 측정, 온도 변화, 광분해 등이 있습니다. 특히 광분해에 의한 오차는 KMnO4 용액의 농도 변화를 초래하므로 주의가 필요합니다. 이를 방지하기 위해서는 실험 시 빛을 차단하고, 실험 시간을 최소화하며, 표준용액과 시료를 동시에 측정하는 등의 방법을 사용할 수 있습니다. 또한 오차 분석을 통해 오차 원인을 파악하고 이를 최소화하는 노력이 필요합니다.

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