[화학과 분석화학 실험] Analysis of a Mixture of Carbonate and Bicarbonate 탄산염과 탄산수소염 혼합물의 분석

소개글

1.실험 목적 : 탄산염과 탄산수소염의 혼합물을 분석해 봄으로써, 전체 알칼리도와 탄산수소염의 농도로부터 초기 탄산염의 농도를 계산할 수 있다.
2.실험 이론 : HCl 표준 용액으로 그 혼합물을 브로모크레졸 초록 종말점까지 적정 하여 총 알칼리도(=[HCO]＋2[CO])를 측정한다.
HCO ＋ H → HCO
CO ＋ 2H → HCO
미지 시료를 따로 취하여 과량의 NaOH 표준 용액으로 처리해서 HCO를 CO 로 바꾼다.
HCO ＋ OH → CO ＋ HO
그 다음 모든 CO를 BaCl로 침전시킨다.
Ba ＋ CO → BaCO(s)
과량의 NaOH는 즉시 HCl 용액으로 적정하여 HCO가 얼마나 줄어있었나를 결정 한다. 즉, 과량으로 넣어준 OH의 양에서 HCl로 적정된 부피를 빼준다. 총 알칼 리도와 탄산수소염의 농도로부터 초기 탄산염의 농도를 계산할 수 있다. 고체 미 지 시료는 시약급의 NaCO와 NaHCO로부터 만든다.
알칼리도 : H와 반응하여 pH 4.5에 이르게 하는 물의 용량을 말한다.
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목차

1.실험 목적
2.실험 이론
3.실험 방법
4.실험 결과
5.고찰

본문내용

3.실험 방법
①미지 시료 2.0~2.5g을 정확히 달아서 250mL 부피 플라스크에 증류수와 잘 섞어 서 표선까지 채운다.
②100~250mL 삼각 플라스크 6개를 준비하여, 미지 시료를 25mL 피펫으로 각각의 플라스크에 넣는다.
③3개의 플라스크에 브로모크레졸 지시약을 세 방울씩 가한 다음, 표준 0.1M HCl 로 적정한다.
④나머지 3개의 플라스크에 표준 0.1M NaOH 50mL를 첨가한다. 흔들어주면서 눈 금실린더로 10wt% BaCl10mL를 가한다. 다시 흔들어서 하얀색 BaCO를 침전시 키고, 페놀프탈레인 지시약 세 방울을 가한다. 그리고 나서 표준 0.1M HCl로 적 정한다.
⑤세번째 단계의 결과로부터 총 알칼리도와 그 표준편차를 계산한다. 네번째 단계 의 결과로부터 탄산수소염의 농도와 그 표준편차를 계산한다. 표준편차를 불확정 도(오차)의 척도로 사용하여, 시료 중의 탄산염의 농도와 불확정도를 계산한다. 고 체 시료 중의 각 성분의 조성을 무게 퍼센트(±불확정도)로 나타낸다.

5.고찰 : 이번 실험은 탄산염과 탄산수소염의 혼합물을 표준용액의 적정을 통해서 각각의 몰수와 몰농도를 알아낸 뒤 각각의 무게 퍼센트를 알아 낼 수 있는 실험이 었다. HCO3을 CO32-로 바꾸고 BaCl를 첨가해서 CO32-를 침전시키는 반응들을 통해서 탄산염과 탄산수소염의 혼합물이 얼마나 또 어떤 구성비로 섞여있는지 알 아내는 실험이었다.
HCO3의 몰수를 구한 다음, HCO3의 몰농도를 알고 전체 M=[HCO3]+2[CO32-] 라는 알칼리도를 이용해서 CO32-의 몰농도를 구해서 이 두 혼합물(탄산염과 탄산 수소염)의 양을 파악할 수 있다. 용액은 저번 실험에서 만들어 놓은 HCl과 NaOH 표준 용액을 사용하였고, 10wt% BaCl는 한 조가 만들어 놓은 것을 가지고 실험 하였다. 이번 실험에서도 오차가 많이 발생한 것 같은데, 오차의 이유를 살펴보면 지시약 사용에 있어서의 색깔 변화에서 차이가 난 것 같다.

참고 자료

Gibert W. Castellan, PHYSICAL CHEMISTRY, Third edition, University of Maryland.
Rovert H. Perry, Perry;s Chemical Engineer`s Hand book, 6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985