N/10 염산표준액의 조제 및 표정 2 조 목차 실험목적 실험결과 실험원리 실험과정 토론 및 고찰 실험목적 실험목표와 목적에 대해서 알아보자 Chapter 01 실 험 목 적 Purpose of Experiment 중화적정을 통해 표정을 하여 정확한 농도를 알아본다 . 진한 염산을 묽게 하여 약 N/10 염산 표준액을 조제한다 . 실험원리 실험에 사용되는 원리들을 알아보자 Chapter 02 실험원리 N 노르말농도의 산용액 V(mL) 과 N’ 노르말농도의 염기용액 V’(mL) 이 중화할 때 성립 N X V = N’ X V’ 노르말농도 : 용액 1L 속에 녹아있는 용질의 그램 당량수를 나타낸 농도 노르말농도 (N)= 몰농도 (M) X 1mol 에 해당하는 당량수 Experiment Principle 산농도 염기부피 염기농도 산부피 실험원리 Experiment Principle 산과 알칼리의 중화반응을 이용해서 정량하는 방법을 중화적정 또는 산염기적정 이라 한다 . 표준액의 농도를 적정에 의해 결정하는 조작을 표정 이라 한다 . 뷰렛에 표준용액을 넣고 그것을 시료용액에 적가하여 종점을 구하는 조작을 적정 이라 한다 . 실험과정 실험에 필요한 준비물들을 알아보고 실험 과정을 한 단계씩 차근차근 알아보자 Chapter 03 실험 준비물 Experiment Preparaion Beaker Measuring flask Concentrated H ydrochloric acid Pipette N/10 Na 2 CO 3 Standard Solution Conical beaker Burette M ethyl orange Indicator pH meter 실험기구 시약 피펫을 사용하여 진한 염산 4.2mL 를 비커에 넣는다 . 비커에 약간의 증류수를 넣는다 . 500mL 부피플라스크에 염산용액을 넣고 표선까지 증류수로 채운 후 흔들어 섞는다 . 실험과정 Experiment Process N/10 염산표준액 조제 1 3 2 비커를 Na 2 CO 3 표준액으로 린스해준다 . 코니칼비커에 피펫을 사용하여 Na 2 CO 3 표준액 25mL 를 넣는다 . 메틸오렌지 지시약을 용액에 2 방울 떨어뜨린다 . 실험과정 Experiment Process 탄산나트륨표준액으로 표정 1 3 2 실험과정 Experiment Process 뷰렛으로 염산 표준액을 적정한다 . ( 황색 → 주황색 ) 2 번과 3 번 코니칼비커도 똑같이 반복한다 . 탄산나트륨표준액으로 표정 4 5 실험결과 실험결과에 대해 알아보고 이론과 실험결과 사이의 오차와 요인 등을 분석해보자 Chapter 04 실험 결과 Experiment Result pH : 3.89 pH : 4.17 pH : 3.60 실험 결과 Experiment Result 1 번 비커 2 번 비커 3 번 비커 0mL 3.6mL 25mL 46.4mL 25mL 20.6mL 21.4mL 21.4mL 20.6mL 21.1mL 처음 적정에 소비된 HCl 용액 (mL) 끝 적정에 소비된 HCl 용액 부피평균 노르말농도 계산 NV=N’V’ HCl 농도 (
N/ 10 수산화나트륨 표준액의 조제와 표정 결과리포트 목 차 2. 실험원리 4. 실험결과 3. 실험과정 5. 고찰 1. 실험목적 실험목적 실험의 목표와 목적을 알아보자 . 실험목적 수산화나트륨을 용해하여 N/10 용액을 조제하고 N/10 염산표준액을 써서 표정한다 . 실험원리 실험에서 쓰이는 이론을 살펴보자 . 실험원리 수산화나트륨 (NaOH, Sodium Hydroxide) 분자량 40.00 - 가성소다라고도 한다 . 식품제조요의 알칼리제 및 중화제로서 ( 무수물 ), 또는 식품공업용약품 ( 중화제 , 귤의 박피 , 유리병의 세정 ) 으로 ( 결정물 ) 사용된다 . - 대표적인 강염기 물질 . 조해성 때문에 공기 중에 노출되면 수분을 흡수하므로 공기접촉을 최대한 줄여야 하고 무게를 잴 때에는 빠르게 재야 한다 . - 백색의 소구상 , 편상 , 막대상 혹은 덩어리 , 결정성 분말 . 흡습성이 강하기 때문에 개봉 후는 방습에 주의해야 한다 . 결정물은 40℃ 이하에 보존 할 것 . 실험원리 노르말농도와 몰농도 계산법 노르말농도 (N) : 용액부피 중의 그램당량 1N=1 그램당량 /1L, NV=N’V’ 노르말농도 계수 (factor, f): 표준액의 농도를 보정하기 위한 계수 (f= 용질의 무게 (g)/ 용질의 1 그램당량 ) 2) 몰농도 (M) : 용액부피 중의 몰수 1M=1mol/1L, aMV=bM’V’ ( 반응몰수비가 b:a 일 때 ) 노르말농도는 당량이 반영된 농도로 , 화학반응 정량실험 시 중요하게 쓰인 다 . 예를 들어 , 반응물 질 의 몰수가 같더라도 한쪽 반응물만 모두 소모되는 때가 있다 . 이 경우에 노르말농도 개념을 적용하면 , 반응물 간의 당량수가 다름을 이해하고 실질적인 반응량에 해당하는 당량수를 반영한 계산을 할 수 있다 . 실험원리 당량점 이란 , 산과 염기 사이의 화학양론적 반응이 완결되는 지점을 말하며 , 물질의 반응도나 당량에 따라 당량점의 pH 가 달라진다 . pH 변화를 통한 당량점 시각적으로 알기 위해 특정 pH 에서 변색하를 도출해보자 . 농도 계산 노르말농도 NV = N’V ’ HCl 농도 * HCl 부피 = NaOH 농도 (
과일 중의 유기산 정량 결과리포트목차 1. 실험목적 2. 실험원리 3. 실험과정 4. 실험결과 5. 고찰 과일 중의 유기산 정량실험목적 밀감류 과일 ( 레몬 , 오렌지 , 자몽 ) 중에 함유된 유기산을 N/10 수산화나트륨 표준액으로 적정하여 시트르산 ( 구연산 ) 의 함유율을 구한다 . 과일 중의 유기산 정량실험원리 과일 중의 유기산은 여러 종류가 혼재되어 있다 . 따라서 , 알칼리 표준액으로 적정한 다음 각각 과일의 종류에 따라 주된 유기산의 양으로 환산한다 . 과일종류 밀감류 포도 사과 대표성분유기산 시트르산 (citric acid) C 6 H 8 O 7 =192 1 그램당량 =64g 주석산 (tartaric acid) C 4 H 6 O 6 =150 1 그램당량 =75g 사과산 (maric acid) C 4 H 6 O 5 =134 1 그램당량 =67g N/10 NaOH 1ml 에 상당하는 유기산량 0.0064g 0.0075g 0.0067g 과일 중의 유기산 정량실험원리 N /10 NaOH 1ml 에 상당하는 유기산량과 적정에 사용되는 NaOH 표준액의 양을 알면 , 과일 중 유기산 의 양을 계산할 수 있다 . 실험에서 사용되는 유기산은 시트르산 으로 , 청량음료 등에 첨가물로 쓰이며 , 자연에서는 레몬이나 덜 익은 감귤 등에서 주로 발견되는 유기산이다 . 과일 중의 유기산 정량 본 실험에서는 밀감류를 시료로 하여 시트르산을 계산한다 . 시트르산은 덜 익은 밀감이나 레몬에 특히 많고 6~7% 함유되어 있다 .실험원리 시트르산과 NaOH 의 반응식 C₃H₅O(COOH)₃+ 3 NaOH → CHCOONa -C(OH)COONa+3H₂O 시트르산 화학식 C6H8O7. 화학식량 192 1N NaOH 용액 1L 에는 1/3 mol 시트르산 , 즉 192/3= 64g 시트르산이 반응한다 . N/10 NaOH 용액 1ml 에 상당하는 시트르산은 0.0064g 이라고 할 수 있다 . ※ 상당량 계산과정 1N=(192g/3)/1000mL=64g/1L 0.1N=6.4g*100L= 0.0064g /1mL 시트르산의 당량수 = 3 과일 중의 유기산 정량실험과정 - 실험준비물 기구 weighing bottle funnel measuring flask pipette conical beaker burette glass rod sea sand gauze filter 시약 pheonolphthalein indicater N/10 NaOH standard solution sample (lemon, orange, grapefruit) 과일 중의 유기산 정량실험과정 1 껍질과 종자를 제거한 레몬 무게를 약 10g 칭량한다 . 막자사발에 옮겨 바다모래 소량을 넣고 입자를 갈아준다 . 네 겹으로 겹치게 접은 가제와 깔대기로 여과하여 여액을 직접 100ml 메스플라스크에 받는다 . 이 때 , 손실을 막기 위해 증류수로 막자사발에 남은 양도 충분히 씻어 넣어준다 . 2 3 과일 중의 유기산 정량실험과정 4 여과가 완료되면 , 100ml 메스플라스크의 표선까지 증류수로 채운다 . 피펫으로 10ml 취하여 코니칼 비커로 옮기고 , 페놀프탈레인 지시약을 2~3 방울 떨어뜨린다 . NaOH 표준액으로 적정한다 . 색이 느리게 변하다가 담홍색을 유지하는 시점을 종점으로 한다 . 5 6 pH 미터기를 이용하여 , 레몬 여과액과 종점 용액의 pH 를 각각 측정한다 . pH 값이 안정해지면 고정하고 읽는다 . (pH 미터의 유리전극은 매우 예민하므로 사용 시 각별히 유의한다 .) 이와 같은 과정을 오렌지와 자몽에도 적용하여 각 과일의 유기산 함량을 계산한다 . 7 과일 중의 유기산 정량실험결과 레몬 10.14g 적정 시작 끝 적정량 (ml) pH 1 14.4 19.5 5.1 9.49 2 19.5 25.5 6.0 8.74 3 25.5 31.6 6.1 9.35 레몬 용액 (pH :2.72) 평균 적정량 5.73ml 오렌지 10.19g 적정 시작 끝 적정량 (ml) pH 1 12.2 13.1 0.9 8.38 2 13.1 14.2 1.1 8.77 3 14.2 15.2 1.0 21 평균 적정량 1.0ml 오렌지 용액 (pH : 3.74) 과일 중의 유기산 정량실험결과 자몽 10.04g 적정 시작 끝 적정량 (ml) pH 1 15.2 17.0 1.8 8.76 2 17.0 18.8 1.8 8.78 3 18.8 20.4 1.6 8.21 자몽 용액 (pH : 3.67) 평균 적정량 1.73ml 과일 중의 유기산 정량실험결과 ∙ 유기산 함량 (%) = ( a × f × b ×( 시료 전량 / 적정에 쓰인 시료 양 ) ) / S × 100(%) (a=0.1N NaOH 용액의 적정치 , f=N/10 NaOH 농도계수 (=0.980), b =0.1N NaOH 용액 1mL 에 상당하는 시트르산 양 =0.0064g, S= 시료채취량 ) 1) 레몬 시트르산 함유율 (%) (5.73*0.980*0.0064*100/10 )/10.14*100(%) = 3.544% 2) 오렌지 시트르산 함유율 (%) (1.0*0.980*0.0064*100/10 )/10.19*100(%) = 0.6155% 3) 자몽 시트르산 함유율 (%) (1.73*0.980*0.0064*100/10 )/10.04*100(%) = 1.081% 과일 중의 유기산 정량실험결과 노르말농도 구하기 1) 레몬용액에 대한 적정에 사용된 N/10 NaOH(f=0.980) 의 그램당량 (= 노르말농도 * 용액부피 ) =0.098 그램당량 / L x 0.00573L =0.0005615 그램당량 이므로 , 시료 용액의 노르말농도는 용질의 그램당량 / 용액 L = 0.0005615 그램당량 /0.010L = 0.05615N 동일한 방법으로 2 번 ( 오렌지 ), 3 번 ( 자몽 ) 용액의 노르말농도를 계산한다 . 2) 오렌지 용액 (0.098eq/L*0.0010L)/0.010L = 0.00980N 3 ) 자몽 용액 (0.098eq/L*0.00173L)/0.010L = 0.01700N 과일 중의 유기산 정량실험결과 몰농도 구하기 1) 레몬 용액 NaOH 와 시트르산의 반응몰수비가 3:1 임을 이용하여 상당하는 시산의 몰수를 계산한다 . 몰수 = 그램당량 / 당량수 이므로 N/10 NaOH(f=0.980) 5.73ml 에서 NaOH 몰수는 0.098 ( 그램당량 /L)/ 1 당량수 x 0.00573L = 0.0005615 mol NaOH 에 대한 시트르산의 반응몰수비는 1:3 이므로 상당하는 시트르산 양은 0.0005615 *(1/3)=0.0001872mol 이다 . 몰농도 (M) = 0.0001872mol 시트르산 /0.010L = 0.01872M 동일한 방법으로 2 번 ( 오렌지 ), 3 번 ( 자몽 ) 용액의 몰농도도 계산한다 . 2) 오렌지 용액 (0.098N /1eq*0.0010L )*(1/3) = (3.27*10^ -5 ) mol 몰농도 = (3.27*10^-5) mol /0.01L = 0.00327M 3) 자몽 용액 (0.098N /1eq*0.00173L )*(1/3) = (5.56*10^ -5 ) mol 몰농도 = (5.56*10^-5) mol /0.01L = 0.00556M 과일 중의 유기산 정량실험결과 요약 함유율 (%) 시료 pH 용액의 시트르산 농도 노르말농도 (N) 몰농도 (M) 1 번 용액 ( 레몬 ) 3.544 2.27 0.05615 0.01872 2 번 용액 ( 오렌지 ) 0.6155 3.74 0.00980 0.00327 3 번 용액 ( 자몽 ) 1.081 3.67 0.01700 0.00556 유기산 함유율 : 레몬 자몽 오렌지 시료 pH : 오렌지 자몽 레몬 용액의 시트르산 농도 : 레몬 자몽 오렌지 과일 중의 유기산 정량고찰 과일 중 밀감류를 시료로 선택한 이유는 ? 유기산을 포함하는 과일로는 사과 ( 사과산 ), 포도 ( 주석산 ) 그리고 실험에 쓰이는 밀감류 ( 시트르산 ) 등이 있다 . 이 중에 밀감류는 유기산 중 시트르산 비율이 높아 유기산 함유율 측정에 유리하다 . 또한 , 시트르산은 약산이라 반응이 느리지만 3 의 당량수를 가지므로 느린 반응속도를 조금이나마 보완하여 실험시간 지연으로 인한 오차를 줄일 수 있다 . 또한 , 밀에 해당하는 과일 종류가 많으므로 여러 재료를 시료로 하여 비교할 수 있다 . 실험 중 생길 수 있는 오차에 대한 원인을 추측해보고 그에 대한 최소화방안을 제시해보자 . 적정 시에 한 두 방울도 안 되는 양으로도 종점이 결정되기 때문에 실험오차가 생겼을 수 있다 . 또한 , 시료 용액은 유기산 외의 다양한 유기물질을 포함하는 불균일한 혼합물이기 때문에 채취한 부분에 따라 값이 달라질 수 있다 . 오차를 최소한으로 하려면 수시로 골고루 섞이도록 하거나 시행수를 늘리는 방법을 들 수 있다 . 또 , 여과 시 잔여량이 거의 없게 추출할 수 있다면 유기산 함유율을 높일 수 있을 것이다 . 과일 중의 유기산 정량고찰 시료를 여과하기 전 분쇄과정에서 바다모래를 넣어 갈아주는 이유는 ? 과일 조각 분쇄 시에 소량의 바다모래를 넣어 분쇄함으로써 , 과일즙의 추출량을 높여 실험의 정확성을 높일 수 있다 . 다른 방안으로 온수를 첨가하여 추출량을 늘리는 방법도 생각해 볼 수 있으나 , 용액의 온도 또한 결코 무시할 수 없는 실험변수이기 때문에 , 온수와 용액의 온도가 일정하게 유지하기 위한 장치가 동반되어야 한다 . 시료의 산도는 시트르산의 함유율과 노르말농도와 어떠한 상관관계를 가지는가 ? pH 수치가 낮을 수록 , 즉 산도가 높을 수록 해당 시료용액에 수소이온이 더 많이 녹아 있음을 알 수 있다 . 수소 이온이 많을 수록 그만큼 산의 그램 당량수가 증가하므로 , 그 노르말농도 역시 비례하여 증가함을 알 수 있다 . 본 실험에서는 시트르산의 노르말농도를 구했으며 , 이는 유기산 함유율과 비례하고 pH 수치와는 반비례함을 볼 수 있다 . 과일 중의 유기산 정량출처 실험교재 ( 쉽게 배우는 ) 圖解 基本分析化學實驗 https://blog.naver.com/parh521/221677201491 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663168 cid=62802 categoryId=62802 과일 중의 유기산 정량{nameOfApplication=ow}
실험 목적1. 약 N/10 과망간산칼륨 용액을 조제하여 N/10 옥살산나트륨 표준액 (1차 표준액)을 사용해서 표정한다.실험 원리노르말농도는 용액 1L 속에 녹아 있는 용질의 g당량수를 말하며, 이는 몰농도에 당량수를 곱한 값과 같다. 과망간산칼륨은 시약 중에 감광분해를 일으켜 MnO2를 생성하고 MnO2는 또한 촉매로 작용하여 분해를 촉진하기 때문에 보관을 할 때는 갈색병, 적정에 이용할 때에는 갈색 뷰렛을 이용해 감광분해를 막아야한다. 위와 같이 과망간산칼륨의 MnO2로의 분해는 계속해서 분해를 촉진 시키는데 이를 자동촉매분해라고 하며 용액 속에 존재하는 환원성 불순물이 MnO4-를 환원시킬 수 있기 때문에 가열시켜 환원성 불순물을 모두 산화 시켜준다.옥살산나트륨을 적정시키는 중에서 60도까지 가열시키고 유지 시키는 이유는 60도 이하의 온도에서 옥살산 나트륨의 반응속도가 매우 느리고 80도 이상에서는 과망간산칼륨이 O2와 MnO2내며 분해하기 때문이다.과망간산칼륨은 산화환원 반응 중 스스로 색이 변화하는 자체지시약으로 작용한다. MnO4-일 때는 붉은색, Mn2+일 때는 무색을 띄기 때문이다.