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평형상수의 결정 [자연과학]
| 자료번호 | s366601 | ||
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| 수정일 | 2010.06.07 | 등록일 | 2006.07.19 |
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소개글
실험레포트 입니다.
학점은 A 받았어요
많은 도움되시길,,,
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목차
실험목적
1.이론
2.실험기구 및 시약
3.실험방법
4.실험결과
5.고찰
6.결론
7.참고문헌
1.이론
2.실험기구 및 시약
3.실험방법
4.실험결과
5.고찰
6.결론
7.참고문헌
본문내용
평형상수의 결정 [자연과학]
◈ 실험 목적
이 실험의 목적은 용액에서 일어나는 화학반응의 평형상수를 분광광도계 측정으로 결정하는데 있다. 이 실험에서 화학반응은 약산 물감지시약 메틸오렌지의 수용액에서의 해리반응이다.
Ⅰ. 이론
용액에서 일어나는 화학반응의 평형상수는 반응의 반응물과 생성물의 농도를 측정하여 결정한다. 평형상수 결정에 필요한 농도는 용액 안의 물질의 빛 흡광도로 얻을 수 있는데 각 물질의 흡광도는 아주 독특하고 고유하다. 물질에 의한 빛의 흡수는 일반적으로 물질의 성질을 구별하는 데 사용되고 물질이 다르면 아주 상당히 달라진다.
일반적으로 가시광선과 자외선의 흡수는 분자 안의 전자 전이와 관계가 있는 반면, 특성 적외선 흡수는 진동과 회전변화에 의한 것이다. 빛이 흡수되면 시료를 통과한 빛의 세기는 줄어들어 빛의 세기를 측정하면 입사광의 세기보다 작아진다. 용액에서는 어떤 주어진 입사광의 파장, 보통 nanometer(nm)나 10-9meter단위로 측정됨에서 광학적 밀도 혹은 흡광도 A는 다음과 같이 나타낸 Beer-Lambert 법칙에 따라 변한다.
여기서 I나 I0 는 순수한 용매와 흡수물질 농도가 c인 용액에서의 각각의 투과한 빛의 세기이고, b는 시료를 통과한 빛의 길이이고 a는 흡수하는 물질의 흡광도(흡광계수)이며, 이것은 매 물질마다 다른 고유특성적인 비례상수이다. 혼합물에 대하여는 전체 흡광도는 각 물질의 흡광도를 더해서 얻는다,
간단한 화합 화학반응, 역으로는 간단한 해리반응의 경우에는
A + B = AB
(2)세 가지 물질이 있어서 모두가 흡광도 측정치에 기여한다. 이 경우 전체흡광도는 다음 식으로 주어진다.
여기서 a1, a2, a3은 각각 A, B와 AB의 빛이 지나간 길이와 몰흡광계수를 곱한 것이고, a와 b는 각각 A와 B의 초기농도, x는 평형에서의 AB의 몰농도이다. (빛이 지나간 길이를 흡광계수에 포함시키는 것이 보통인데 이는 모든 흡광도 측정에서 같은 크기의 시료 용기를 쓰기 때문이다.) a1, a2와 a3값을 알고 있는 경우 x값, 평형에서의 AB의 몰농도는 다음 식으로 얻을 수 있다.
또한 반응물 H+의 일정 초기농도에 대하여 생성물로 된 반응물 Ind-의 분율(x/b)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
이 두 관계식은 반응물 B가 극한으로 묽은 용액에 대하여는 잘 맞아서 a의 일정한 값에 대하여는 A'과 (x/b)는 모두 b값이 0으로 수렴함에 따라 일정한 값으로 접근한다. 따라서 이 반응(2)에 대하여 평형상수는 아래와 같이 나타낼 수 있다.
비슷한 방법으로 AB가 해리하여 A와 B가 되는 역반응에 대한 평형상수는 (8)에 주어진 것의 역수, 즉 Kd = 이다. 따라서 평형상수는 반응물과 생성물에 대한 a1, a2와 a3값과 반응물 A의 농도가 알려진 용액에 대하여 A'의 극한값을 재어서 얻을 수 있다. 상수 a1 이나 a3중 하나를 모르거나 직접 잴 수 없는 경우에는 식 (5)와 (8)을 다음과 같이 변환하여 얻을 수 있다.
◈ 실험 목적
이 실험의 목적은 용액에서 일어나는 화학반응의 평형상수를 분광광도계 측정으로 결정하는데 있다. 이 실험에서 화학반응은 약산 물감지시약 메틸오렌지의 수용액에서의 해리반응이다.
Ⅰ. 이론
용액에서 일어나는 화학반응의 평형상수는 반응의 반응물과 생성물의 농도를 측정하여 결정한다. 평형상수 결정에 필요한 농도는 용액 안의 물질의 빛 흡광도로 얻을 수 있는데 각 물질의 흡광도는 아주 독특하고 고유하다. 물질에 의한 빛의 흡수는 일반적으로 물질의 성질을 구별하는 데 사용되고 물질이 다르면 아주 상당히 달라진다.
일반적으로 가시광선과 자외선의 흡수는 분자 안의 전자 전이와 관계가 있는 반면, 특성 적외선 흡수는 진동과 회전변화에 의한 것이다. 빛이 흡수되면 시료를 통과한 빛의 세기는 줄어들어 빛의 세기를 측정하면 입사광의 세기보다 작아진다. 용액에서는 어떤 주어진 입사광의 파장, 보통 nanometer(nm)나 10-9meter단위로 측정됨에서 광학적 밀도 혹은 흡광도 A는 다음과 같이 나타낸 Beer-Lambert 법칙에 따라 변한다.
여기서 I나 I0 는 순수한 용매와 흡수물질 농도가 c인 용액에서의 각각의 투과한 빛의 세기이고, b는 시료를 통과한 빛의 길이이고 a는 흡수하는 물질의 흡광도(흡광계수)이며, 이것은 매 물질마다 다른 고유특성적인 비례상수이다. 혼합물에 대하여는 전체 흡광도는 각 물질의 흡광도를 더해서 얻는다,
간단한 화합 화학반응, 역으로는 간단한 해리반응의 경우에는
A + B = AB
(2)세 가지 물질이 있어서 모두가 흡광도 측정치에 기여한다. 이 경우 전체흡광도는 다음 식으로 주어진다.
여기서 a1, a2, a3은 각각 A, B와 AB의 빛이 지나간 길이와 몰흡광계수를 곱한 것이고, a와 b는 각각 A와 B의 초기농도, x는 평형에서의 AB의 몰농도이다. (빛이 지나간 길이를 흡광계수에 포함시키는 것이 보통인데 이는 모든 흡광도 측정에서 같은 크기의 시료 용기를 쓰기 때문이다.) a1, a2와 a3값을 알고 있는 경우 x값, 평형에서의 AB의 몰농도는 다음 식으로 얻을 수 있다.
또한 반응물 H+의 일정 초기농도에 대하여 생성물로 된 반응물 Ind-의 분율(x/b)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
이 두 관계식은 반응물 B가 극한으로 묽은 용액에 대하여는 잘 맞아서 a의 일정한 값에 대하여는 A'과 (x/b)는 모두 b값이 0으로 수렴함에 따라 일정한 값으로 접근한다. 따라서 이 반응(2)에 대하여 평형상수는 아래와 같이 나타낼 수 있다.
비슷한 방법으로 AB가 해리하여 A와 B가 되는 역반응에 대한 평형상수는 (8)에 주어진 것의 역수, 즉 Kd = 이다. 따라서 평형상수는 반응물과 생성물에 대한 a1, a2와 a3값과 반응물 A의 농도가 알려진 용액에 대하여 A'의 극한값을 재어서 얻을 수 있다. 상수 a1 이나 a3중 하나를 모르거나 직접 잴 수 없는 경우에는 식 (5)와 (8)을 다음과 같이 변환하여 얻을 수 있다.
참고문헌
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