[서울대학교 일반화학 실험 A+ 레포트] 지시약의 pKa 보고서

소개

21년 2학기 일반화학실험 A+을 받은 레포트들입니다. 100점 만점 기준으로 평균 90점을 받은 레포트들로 내용이 완벽하지는 않지만 참고용으로 사용하기 적합합니다. 많은 이용 부탁드립니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Method
4. Data& Result
5. Discussion
6. Reference.

본문내용

1. Abstract
이 실험에서는 pH에 따른 지시약의 색변화를 흡광 분석기를 사용하여 측정한다. HInd와 Ind-에 대해 최대 흡광도의 파장을 찾고, 이를 통해 Hlnd 형의 색과 Ind- 형의 색의 중간에 해당하는 pH를 추정해보고, Henderson-Hasselbalch 식을 사용하면 지시약의 pKa를 결정할 수 있다. 이를 이론적인 지시약의 pKa와 비교하고 일치하는 것을 확인함으로써 지시약의 pKa, 약산의 해리 과정을 학습한다.
또한 다양한 농도의 BPB 용액을 이용하여, 흡광도와 농도에 대한 법칙은 Beer‘s law를 직접 확인하는 실험을 진행한다. 다양한 농도의 BPB 용액의 흡광도를 분석함으로써 흡광도와 용질의 농도가 비례하는 관계임을 확인하고, 흡광분석의 원리를 체험해 본다.

2. Introduction
지시약은 pH에 따라 분자 구조가 변하는 물질이다. 약산에 해당하는 지시약은 평형 상태에서 일부는 해리되고, 일부는 분자 상태로 존재하여 평행을 이루는데, 이 고유한 이때 해리하는 정도를 평행상수(pKa)로 나타낼 수 있다. 약산 물질 HA에 대해 평형상수(pKa)는 다음과 같이 정의된다.

지시약의 pKa보다 낮은 pH에서는 지시약이 균형상태보다 HA형태로 더 많이 존재하고, 더 높은 pH에서는 H+와 A-로 해리된다. 그리고 HA와 A-의 분자 구조 차이로 인해 흡광하는 빛의 파장이 다르기 때문에, pH에 따라 우리 눈에 보이는 색이 다르게 되는 것이다. 대표적으로 이번 실험에서 사용하는 지시약은 BPB 용액과 페놀프탈레인 용액의 분자 구조 변화는 다음과 같다.

<중 략>

실험1을 통해 pKa를 구한 결과, [HInd]를 기준으로 구한 pKa는 4.120516, [Ind-]를 기준으로 구한 pKa는 4.006035 였다. 또한 문헌을 통해 알려진 값은 4.0이다. 문헌값과 시험을 통해 얻은 값이 거의 차이가 나지 않았다. 비록 오차가 적지만, 오차의 원인으로 지목할 수 있는 것을 두 가지 찾을 수 있었다.

참고자료

· 김희준. 일반화학실험; 자유아카데미: 파주, 2010;p119-128
· O'Neil, M.J. (ed.). The Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals. Whitehouse Station, NJ: Merck and Co., Inc., 2006., p 236