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분광기를 이용한 약산의 해리상수(예비+결과)
| 자료번호 | e671695 | ||
|---|---|---|---|
| 수정일 | 2013.04.09 | 등록일 | 2010.06.21 |
| 페이지수 | 11Page | 파일형식 |  한글(hwp) |
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- 분광기를 이용한 약산의 해리상수
- 분광기를 이용한 약산의 해리상수 2. 결과 및 고찰 (Result and Discussion) 실험에서는 3가지 용액 NaOH, HCL, pH 9.00 완충 용액을 사용하였는데, 이때, 사용한 용액들의 경우 1N(노르말농도) = 1M(몰농도) 였는데, 이러한 이유는, 각 용액의 반응기와 관련
- 가시광선 분광기를 이용한 약산의 해리상수 결정
- 이다. 해리 평형의 위치를 나타내는 산 지시약 상수 또는 해리상수 Ka 는 다음과 같다 ai : 이온 의 활동도 농도가 묽을 때는 ai Ci 이다. 따라서 p = -lo 1. 실험목적 2. 이론적배경 3. 기구 및 시약 4. 실험 방법 5. 실험결과 6. Discussion
- 6.자외선-가시광선 분광법을 이용한 약산의 해리상수 결정법-예비
- 결과로부터 지시약의 해리상수 를 계산(목표)할 수 있다. 티몰블루는 분석 실험에서 널리 이용되는데 지시약으로 수용액에서 약산성을 띠며 부분적으로 해리된다. 해리 평형의 위치를 나타내는 산 지시약 상수 또는 해리상수 Ka는 다음과
소개글
분광기를 이용한 약산의 해리상수(예비+결과)
목차
1. 목적(Objective)
2. 요지(Summary)
3. 이론(Theory)
4. 시약, 기구, 장치(Reagents, Instruments, Apparatus)
5. 실험 방법 및 과정(Experimental Procedure)
6. 계산(Calculation)
7. 결과 및 고찰(Results and Discussion)
8. 기호(Nomenclature)
9. 인용문헌(References)
2. 요지(Summary)
3. 이론(Theory)
4. 시약, 기구, 장치(Reagents, Instruments, Apparatus)
5. 실험 방법 및 과정(Experimental Procedure)
6. 계산(Calculation)
7. 결과 및 고찰(Results and Discussion)
8. 기호(Nomenclature)
9. 인용문헌(References)
본문내용
분광기를 이용한 약산의 해리상수(예비+결과)
1. 목적(Objective)
가시광선 분광기를 이용하여 약산성을 띠는 지시약의 해리상수를 측정한다. 실험을 통해서 몰농도에 대한 기초, 해리상수 및 해리도에 대한 이론, 흡광도와 해리상수와의 관계 및 이론, 가시광선 분광기의 기본 원리 및 사용법을 익힐 수 있다.
2. 요지(Summary)
파장 400~700 사이에서 온도를 일정하게 하고 묽은 , 묽은 , 가 고정된 완충 용액에 일정 농도의 티몰블루를 용해시키고 흡광도를 측정하면 이 결과로부터 지시약의 해리상수 를 계산 할 수 있다.
3. 이론(Theory)
[그림 1] 삼각형 프리즘에 의한 빛의 분산
3.1 분광법
분광법 즉, 분광학은 파장()에 따른 빛과 물질 간의 상호작용을 연구하는 학문이었다. 과거에는 주로 프리즘 등을 이용하여 파장 별로 분산된 가시광선을 관찰하는 것을 의미했다. 이후에 이 개념은 확장되어 파장 혹은 주파수()에 따른 어떤 양을 측정하는 것을 뜻하게 되었다. 그래서 입자 복사와의 상호작용 혹은 주파수가 변하는 전자기장에 대한 반응을 연구하는 것도 분광학이라 불린다. 그뿐만 아니라 광자의 의 관계에 따라 파장이나 주파수 대신 에너지()를 변수로 사용하는 것도 포함하게 되었다. 파장이나 주파수의 함수로 주어지는 반응 값을 도표로 나타낸 것을 스펙트럼이라 부른다.
분광학은 물리와 분석화학 분야에 적용되는데 물질에서 방출되거나 물질에 흡수되는 스펙트럼을 분석하여 물질을 식별한다. 또한, 분광학은 천문학이나 원격 센서에도 중요하게 사용된다. 대부분의 대형 망원경에는 분광계가 설치되어있으며 천체의 화학적 조성과 물리학적 특성을 측정하거나 스펙트럼선의 도플러 이동을 통해 천체의 속도를 측정하는 데 사용된다.
3.2 자외선-가시광선 분광법(UV-VIS spectroscopy)
외부에서 적당한 파장의 빛을 분자에 쬐어주면 일정한 전자파 에너지를 흡수하여 들뜬 상태의 높은 에너지 상태로 변한다. 이 때, 반사·산란·흡수·형광/인광·광화학적 반응이 일어나는데, 이 중 흡수 과정만 측정한 UV-VIS 스펙트럼을 이용한 것이 UV-VIS spectroscopy이다.
( : 빛을 흡수하는 바닥 상태 분자, = 에너지를 받아 들뜬 분자)
3.3 자외선-가시광선 분광법의 요소
자외선-가시광선 분광법의 요소로는 광원, 단색광 장치, 시료용기, 검출기, 기록기로 나눌 수 있다.
• 광원(light source) : 빛을 내는 물체 또는 도구. 경우에 따라서는 빛을 받아 그것을 반사하는 물체를 이르기도 한다. 태양과 같이 자체적으로 빛을 생성하거나 달처럼 태양빛을 반사하여 빛을 내는 천체, 그리고 전등, 네온사인, 발광 다이오드처럼 인공적으로 빛을 내도록 만든 기구 등을 말한다.
색광 장치(monochromator) : 엄밀한 의미로는 파장이 하나 뿐인 빛이 해당되지만 실제로 이런 빛은 존재하지 않기 때문에 시각적으로 한 가지 색이라고 판단되는 빛으로 실험시료를 비추는 장치를 말한다.
검출기(detector) : 물체의 대전 여부나 대전된 전하의 양, 음 등을 조사하는 기구이다.
기록기(recorder) : 시간, 속력, 수량 등을 자동적으로 기록하는 기계 장치이다.
3.4 Beer-Lambert 법칙
기체 및 용액에서의 빛의 흡수에 관한 Beer 법칙과 Lambert 법칙을 합친 것이다. 기체나 용액에 빛을 쪼인 뒤 통과해 나온 빛의 세기는 흡수층의 두께와 몰농도의 영향을 받고, 기체나 용액이 빛을 흡수하는 정도는 흡수층의 분자수에 비례하고, 희석도나 압력과는 무관하다는 것이다. 그러나 농도나 압력이 너무 커지면 Beer 법칙이 성립되지 않는 경우가 있다.
혹은
(흡수 분자가 여러 가지 일 때)
으로 나타낸다. 흡광도 는 빛의 파장의 함수이며, 그 관계는 시료에 따라 다르게 나타난다. 와 파장과의 관계는 스펙트럼을 얻어 확인할 수 있다.
3.5 해리상수 구하는 방법
해리상수(ionization constant)는 이온화 평형을 볼 수 있을 때의 평형상수이다. 전해질이 용액 속에서 어느 정도 이온화되어있는지를 수치로 표현한 것으로, 이 값이 작을수록 이온화가 잘 일어나지 않는 약전해질이다. 이 상수는 두 용액의 농도를 각각 구하여 곱한 뒤, 그 값을 전체 용액의 농도로 나눈 값이다.
에서 해리상수 는
(는 이온 의 활동도를 의미한다. 따라서 농도가 묽을 때는 이다.)
3.6 구하는 방법
(potential of hydrogen)는 용액의 산성도를 가늠하는 척도이다. 가 7.00이면 중성, 그 보다 낮으면 산성, 높으면 염기성이다. 수소이온농도의 역수에 상용로그를 취한 값이다. 또는 수소이온농도의 상용로그 값에 마이너스를 붙여서 구할 수도 있다.
또 다른 방법은 Henderson-Hasselbach 식을 이용하는 것이다. Henderson-Hasselbach 식은 에서 다음과 같다.
이 식은 주어
1. 목적(Objective)
가시광선 분광기를 이용하여 약산성을 띠는 지시약의 해리상수를 측정한다. 실험을 통해서 몰농도에 대한 기초, 해리상수 및 해리도에 대한 이론, 흡광도와 해리상수와의 관계 및 이론, 가시광선 분광기의 기본 원리 및 사용법을 익힐 수 있다.
2. 요지(Summary)
파장 400~700 사이에서 온도를 일정하게 하고 묽은 , 묽은 , 가 고정된 완충 용액에 일정 농도의 티몰블루를 용해시키고 흡광도를 측정하면 이 결과로부터 지시약의 해리상수 를 계산 할 수 있다.
3. 이론(Theory)
[그림 1] 삼각형 프리즘에 의한 빛의 분산
3.1 분광법
분광법 즉, 분광학은 파장()에 따른 빛과 물질 간의 상호작용을 연구하는 학문이었다. 과거에는 주로 프리즘 등을 이용하여 파장 별로 분산된 가시광선을 관찰하는 것을 의미했다. 이후에 이 개념은 확장되어 파장 혹은 주파수()에 따른 어떤 양을 측정하는 것을 뜻하게 되었다. 그래서 입자 복사와의 상호작용 혹은 주파수가 변하는 전자기장에 대한 반응을 연구하는 것도 분광학이라 불린다. 그뿐만 아니라 광자의 의 관계에 따라 파장이나 주파수 대신 에너지()를 변수로 사용하는 것도 포함하게 되었다. 파장이나 주파수의 함수로 주어지는 반응 값을 도표로 나타낸 것을 스펙트럼이라 부른다.
분광학은 물리와 분석화학 분야에 적용되는데 물질에서 방출되거나 물질에 흡수되는 스펙트럼을 분석하여 물질을 식별한다. 또한, 분광학은 천문학이나 원격 센서에도 중요하게 사용된다. 대부분의 대형 망원경에는 분광계가 설치되어있으며 천체의 화학적 조성과 물리학적 특성을 측정하거나 스펙트럼선의 도플러 이동을 통해 천체의 속도를 측정하는 데 사용된다.
3.2 자외선-가시광선 분광법(UV-VIS spectroscopy)
외부에서 적당한 파장의 빛을 분자에 쬐어주면 일정한 전자파 에너지를 흡수하여 들뜬 상태의 높은 에너지 상태로 변한다. 이 때, 반사·산란·흡수·형광/인광·광화학적 반응이 일어나는데, 이 중 흡수 과정만 측정한 UV-VIS 스펙트럼을 이용한 것이 UV-VIS spectroscopy이다.
( : 빛을 흡수하는 바닥 상태 분자, = 에너지를 받아 들뜬 분자)
3.3 자외선-가시광선 분광법의 요소
자외선-가시광선 분광법의 요소로는 광원, 단색광 장치, 시료용기, 검출기, 기록기로 나눌 수 있다.
• 광원(light source) : 빛을 내는 물체 또는 도구. 경우에 따라서는 빛을 받아 그것을 반사하는 물체를 이르기도 한다. 태양과 같이 자체적으로 빛을 생성하거나 달처럼 태양빛을 반사하여 빛을 내는 천체, 그리고 전등, 네온사인, 발광 다이오드처럼 인공적으로 빛을 내도록 만든 기구 등을 말한다.
색광 장치(monochromator) : 엄밀한 의미로는 파장이 하나 뿐인 빛이 해당되지만 실제로 이런 빛은 존재하지 않기 때문에 시각적으로 한 가지 색이라고 판단되는 빛으로 실험시료를 비추는 장치를 말한다.
검출기(detector) : 물체의 대전 여부나 대전된 전하의 양, 음 등을 조사하는 기구이다.
기록기(recorder) : 시간, 속력, 수량 등을 자동적으로 기록하는 기계 장치이다.
3.4 Beer-Lambert 법칙
기체 및 용액에서의 빛의 흡수에 관한 Beer 법칙과 Lambert 법칙을 합친 것이다. 기체나 용액에 빛을 쪼인 뒤 통과해 나온 빛의 세기는 흡수층의 두께와 몰농도의 영향을 받고, 기체나 용액이 빛을 흡수하는 정도는 흡수층의 분자수에 비례하고, 희석도나 압력과는 무관하다는 것이다. 그러나 농도나 압력이 너무 커지면 Beer 법칙이 성립되지 않는 경우가 있다.
혹은
(흡수 분자가 여러 가지 일 때)
으로 나타낸다. 흡광도 는 빛의 파장의 함수이며, 그 관계는 시료에 따라 다르게 나타난다. 와 파장과의 관계는 스펙트럼을 얻어 확인할 수 있다.
3.5 해리상수 구하는 방법
해리상수(ionization constant)는 이온화 평형을 볼 수 있을 때의 평형상수이다. 전해질이 용액 속에서 어느 정도 이온화되어있는지를 수치로 표현한 것으로, 이 값이 작을수록 이온화가 잘 일어나지 않는 약전해질이다. 이 상수는 두 용액의 농도를 각각 구하여 곱한 뒤, 그 값을 전체 용액의 농도로 나눈 값이다.
에서 해리상수 는
(는 이온 의 활동도를 의미한다. 따라서 농도가 묽을 때는 이다.)
3.6 구하는 방법
(potential of hydrogen)는 용액의 산성도를 가늠하는 척도이다. 가 7.00이면 중성, 그 보다 낮으면 산성, 높으면 염기성이다. 수소이온농도의 역수에 상용로그를 취한 값이다. 또는 수소이온농도의 상용로그 값에 마이너스를 붙여서 구할 수도 있다.
또 다른 방법은 Henderson-Hasselbach 식을 이용하는 것이다. Henderson-Hasselbach 식은 에서 다음과 같다.
이 식은 주어
참고문헌
• 물리화학실험, 대한화학회, 청문각, 2008. p69
• John W. Moore, Conrad L. Stanitski, Peter C. Jurs : \"Chemistry : The Molecular Science\" 3rd ed. Thomson/Brooks/Cole. 2008. P671, P7
• John W. Moore, Conrad L. Stanitski, Peter C. Jurs : \"Chemistry : The Molecular Science\" 3rd ed. Thomson/Brooks/Cole. 2008. P671, P7
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