[화학및실험2] 약한산의 이온화 상수 결정

소개글

"[화학및실험2] 약한산의 이온화 상수 결정"에 대한 내용입니다.

목차

[1] 실험 제목
[2] 실험 날짜
[3] 실험 목표
[4] 서론
[5] 실험 기구 및 시약
[6] 실험 방법
[7] 참고 문헌
[8] 실험 결과
[9] 문제
[10] 토의

본문내용

[1] 실험 제목
- 약한산의 이온화 상수 결정

[2] 실험 날짜
- 2020년 10월 7일 수요일

[3] 실험 목표
- 약한산이나 염기의 히드로늄 이온농도 또는 pH를 측정하여 이온화 상수인 K_a, K_b 값을 구할 수 있다.

[4] 서론
약한산의 이온화 상수를 결정하기 위하여는 그 용액 중에 이온들의 농도와 이온화되지 않은 산의 농도를 결정하여야 한다. 산의 화학식을 HA로써 표시하기로 하면 수용액 상태에서는 다음과 같은 평형이 이루어진다.

HA+H_2 O ⇄ A^-+H_3 O^+

이 평형상태를 기술하는 평형상수는 다음과 같다.

〖K_a〗^'=([H_3 O^+ ][A^-])/([HA][H_2 O])

이러한 산의 수용액 중에서의 물의 농도는 실질적으로 일정하므로 우리는 다음과 같이 쓸 수 있다.

K_a=〖K_a〗^' [H_2 O]=([H_3 O^+ ][A^-])/[HA]

이 상수 K_a를 산 HA의 이온화 상수(또는 해리상수) 라고 부른다. 따라서 용액 중에 존재하는 히드로늄이온(H_3 O^+)의 농도와 A^-이온의 농도 및 해리되지 않은 산분자 HA의 농도를 측정하면 이온화 상수 K_a를 계산할 수 있을 것이다. 산의 농도가 매우 묽거나 또는 너무 진하지 않을 경우에는 다음과 같은 물의 자체해리(self-dissociation)에서 생겨나오는 H_3 O^+의 농도를 HA에서 생겨나오는 그것에 비하여 무시할 수 있다.

H_2 O+H_2 O ⟺ H_3 O^++〖OH〗^-

이러한 경우, 용액 중에 존재하는 H_3 O^+의 농도와 A^-의 농도는 같다고 볼 수 있다. 또 K_a값이 작은, 약한산의 경우에는 이들 이온의 농도는 해리되지 않고 분자상태로 남아 있는 HA의 농도에 비하여 매우 작으므로 용액 중에 존재하는 HA의 농도는 산의 원래 농도로 대치할 수 있다. 따라서 약한산 HA의 수용액에 대한 K_a를 다음과 같이 나타낼 수 있다.

K_a=〖〖[A〗^-]〗^2/([HA])=([〖H_3 O^-]〗^2)/([HA])

용액의 pH는 –log[H_3 O^+]와 같으므로 농도가 알려진 산 HA 수용액의 pH를 측정하면 K_a값을 결정할 수 있다.

참고 자료

없음