[서울대학교 일반화학실험2 A+ 보고서] 11. 지시약의 pka

소개

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목차

1. Abstract and Introduction
2. Materials and Method
3. Result
4. Discussion
5. Assignment
6. Reference

본문내용

1. Introduction
1.1 Background research
일반적으로 지시약으로 사용되는 물질들은 pH에 따라 색이 달라지는 특성을 가지고 있다. 즉, 산성 형태(HIn)와 염기성 형태(In-)가 다른 색을 갖는 물질들이 지시약으로 사용된다(Figure 1). 그렇다면 지시약이 변색되는 기준은 무엇일까? 그 답은 바로 지시약의 이다. 약산에 해당하는 지시약 HIn은 수용액에서 해리하여 다음과 같은 평형을 이루게 된다.

용액 중 수소 이온 농도가 커지면 르 샤틀리에의 법칙에 따라 평형이 왼쪽으로 이동하기 때문에 산성형인 HIn의 농도가 증가하게 된다. 반대로 수소 이온 농도가 감소하면, 평형이 오른쪽으로 이동하기 때문에 In-의 농도가 증가한다. 즉, pH가 변함에 따라 []와 [In-]의 비가 변하게 되고, 그 지점에서의 색은 HIn과 In-의 존재 비율을 고려하여 합한 것으로 관찰된다.
인 지점에서는 HIn과 In-이 1:1로 존재하기 때문에, 이 둘을 1:1로 혼합한 색으로 관찰된다.

<중 략>

4.1 pH에 따른 BPB 용액의 흡광도 분석
4.1.1 [HIn]과 [In]의 최대 흡수 파장() 및 몰흡수 계수()
3.1.1. 부분에서는 혼합 용액 1과 7의 최대 흡수 파장을 관찰하였고, 나아가 Beer의 법칙으로부터 몰흡수 계수를 구할 수 있었다. 몰흡수 계수를 구하는 과정에 대해서는 3.1.1 부분에서 자세하게 서술하였으므로, Discussion 부분에서는 실험 결과를 해석하면서 가졌던 의문점에 대해 언급해보고자 한다.
우선 Figure 3의 443nm 파장을 혼합 용액 1에서의 최대 흡수 파장으로 설정하였다. 595nm 파장에서와 달리 이 파장에서는 혼합 용액 7의 흡광도 값이 0이 아니다. 이러한 점이 전반적인 계산에 영향을 미치지 않을까라는 생각을 해보게 되었다. 443nm에서 혼합 용액 7의 흡광도 값이 0이 아니므로, 혼합 용액 1에는 [HIn] 형태만이 존재하지는 않을 것이라는 생각을 해보게 되었다.

참고자료

· Peter Atkins, Loretta Jones, Chemical Principles(5th edition), W.H. Freeman,: NY, p 492-493 (2010).
· 김희준, 일반화학실험, 자유아카데미, p127-128 (2013).
· Kreft S, Kreft M. Physicochemical and physiological basis of dichromatic colour. Naturwissenschaften 94 (11): 935–9 (2007)
· Peter Atkins, Loretta Jones, Chemical Principles(5th edition), W.H. Freeman,: NY, p 481 (2010).
· 김희준, 일반화학실험, 자유아카데미, p 68-69 (2013).
· O'Neil, The Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. Whitehouse Station, p236 (2006).
· Skoog et al, Principles of Instrumental Analysis(6th ed.). Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole, p169–173 (2007).
· H. T. Clarke; W. R. Kirner . Methyl Red. Org. Synth.; Coll. Vol. 1, p. 374 (1941).
· Nahhal et al. Thin film optical BTB pH sensors using sol–gel method in presence of surfactants. International Nano Letters 2 (16): 3. (2012).