[물리화학실험] 4. 약산의 해리상수 결정 (보고서 점수 A+)

소개

"[물리화학실험] 4. 약산의 해리상수 결정 (보고서 점수 A+)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험날짜
3. 실험목적
4. 이론
5. 실험기구 및 시약
6. 실험방법
7. 참고사항
8. 실험결과
9. 토의

본문내용

1. 실험제목
약산의 해리상수 결정

2. 실험날짜
2023년 10월 6일

3. 실험목적
가시광선 분광기를 이용하여 약산성을 띠는 지시약의 해리 상수를 측정한다. 이 실험을 통해서 몰농도에 대한 기초, 해리 상수 및 해리도에 대한 이론, 흡광도와 해리 상수와의 관계 및 이론, 가시광선 분광기의 기본 원리 및 사용법을 익힐 수 있다.

4. 이론
1) 실험 기초 이론
지시약으로 쓰이는 티몰 블루(thymol blue)는 수용액에서 약산으로 작용하여 부분적으로 해리된다. 이때 이온화된 성분과 이온화되지 않은 성분은 가시광선 영역의 서로 다른 파장에서 최대 흡광도를 나타낸다. 일정 농도의 티몰 블루를 묽은 HCl, 묽은 NaOH, pH가 고정된 완충 용액에 용해시키고 흡광도를 측정함으로써 지시약의 해리 상수를 계산할 수 있다.
티몰 블루는 수용액에서 약산성을 띠며 부분적으로 해리되므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

<중 략>

1×10-4 M HCl의 산성 용액(pH =4 < pKa)에는 이온화되지 않은 HA만 존재하기 때문에 C0 = CHA이다. 그리고 1×10-3 M NaOH의 염기성 용액(pH = 11)에서는 모두 이온화되어 짝염 A-를 형성하는 쪽으로 평형이 이루어지므로 C0 = CA-이다. 한편 pH 9.00의 완충 용액에서는 이온화되지 않은 산과 이온화된 짝염이 같은 농도로 존재하지만 이 두 성분은 가시광선 영역에서 현격히 다른 흡수 스펙트럼을 갖기 때문에 이 성질을 이용하여 티몰 블루의 해리상수 Ka와 pKa를 쉽게 구할 수 있다.
빛의 흡광도는 다음과 같이 정량적으로 정의된다.

참고자료

· 없음