산화환원 적정 - 과망간산법_결과보고서

소개글

[A+보고서]"산화환원 적정 - 과망간산법_결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. Materials
1) 실험 기구
2) 시약

2. Procedure

3. Result
1) 실험A. 과망간산 칼륨 용액의 표준화

4. Question
1) Fe²⁺와 F³⁺e 이온의 혼합물인 철의 산화물을 포함한 철광석을 산성 용액에 녹여 있는 철을 Fe²⁺ 이온으로 환원시킨 후에 과망간산 칼륨 표준 용액으로 적정을 하면 광석에 들어있는 철의 양을 알아낼 수 있다. 철광석 시료 0.350g을 산성 용액에 녹이면 모든 철은 Fe²⁺로 환원된다. 그런 후에 1.621 x 10 M의 KMnO₄ 용액으로 정적을 하였더니 엷은 자주색의 종말점까지 과망간산 용액 41.56mL가 소비되었다. 철광석에 들어있는 철의 무게 퍼센트를 계산하여라.
2) 옥살산 나트륨으로 과망간산 칼륨 용액의 농도를 결정할 때 처음에는 탈색되는 데 시간이 걸리지만 일단 반응이 시작되면 원활하게 탈색이 진행되는 이유는 무엇인가?
3) 옥살산 나트륨을 적정할 때 온도를 60℃ 정도로 유지하는 이유는 무엇인가?
4) 과망간산 칼륨 적정에서 염산이나 질산을 사용하지 않고 황산 용액을 사용하는 이유는 무엇인가?
5) 적정하기 전에 시료 용액을 70mL로 묽혀서 적정하는 이유를 생각해 보아라.

5. Discussion

본문내용

실험A. 과망간산 칼륨 용액의 표준화 : 2MnO _{4}^{-} +5C _{2} O _{4}^{2-} +16H ^{+} rarrow 2Mn ^{2+} +10CO _{2} +8H _{2} O
1) 순수한 옥살산 나트륨 약 0.700g의 무게를 화학 저울로 정확하게 측정해서 100mL 부피 플라스크에 넣고, 소량의 증류수로 완전히 녹인 후에 눈금까지 증류수를 채우고 잘 섞어서 표준 용액을 만들었다.
2) 워터배스에 물을 반 정도 채우고 물중탕기 위에 올려놓고 온도를 맞췄다.
3) 뷰렛에 과망간산 칼륨 용액을 채우고 코크 아랫부분에 공기가 없도록 조정해줬다.
4) 피펫으로 표준 용액 10.0mL를 정확하게 취해서 250mL 삼각 플라스크에 넣고 60.0mL의 증류수와 1:1 황산 5.00mL를 넣어줬다.
5) 삼각 플라스크를 온도가 60~70도 정도인 물중탕에 넣고, 과망간산 칼륨 한 방울을 떨어뜨려 핑크빛이 사라지고 투명해질 때 실험을 시작했다. 삼각 플라스크 안에 마그네틱 바를 넣고 교반기를 켜서 용액이 잘 섞이게 하면서 과망간산 칼륨 표준 용액이 담긴 뷰렛을 이용해서 적정했다. 과망간산 칼륨을 너무 빨리 넣지 않도록 했다. 자성 교반기가 돌아가면(용액이 잘 섞이면) 과망간산 칼륨의 엷은 자주색이 없어졌다. 그러나 종말점이 가까워지면 색깔이 없어지는 시간이 점점 길어졌다. 과망간산 칼륨 용액을 한 방울을 넣어서 엷은 자주색이 30초 이상 남아있으면 종말점으로 간주했다.
6) 적정 실험을 두 번 더 반복해서 과망간산 칼륨 용액의 정확한 농도를 결정했다.

실험 B. 과산화수소 용액의 정량 2MnO _{4}^{-} +5H _{2} O _{2} +6H ^{+} rarrow 2Mn ^{2+} +5O _{2} +8H _{2} O
* A 실험이 끝나자마자 물 중탕기를 0도로 맞추고 워터 배스에 차가운 물을 넣고 물 중탕기 위에 올려놔 온도를 내린다. (실험B는 상온에서 일어나는 반응)

참고 자료

표준일반화학실험(제 7 개정판) 대한화학회 천문각 실험 15. 산화-환원적정:과망간산법
'Quantitative Chemical Analysis' 9th ed., Daniel C. Harris
대한화학회 화학백과 ‘산화환원적정’