[10점/A+] 연세대학교 공학생물학 및 실험I 2주차 용액의 산도 측정법 및 완충계

소개글

"[10점/A+] 연세대학교 공학생물학 및 실험I 2주차 용액의 산도 측정법 및 완충계"에 대한 내용입니다.

목차

I. 이론적 배경
II. 실험 목적
III. 실험 준비물
IV. 실험 방법
V. 실험 결과
VI. Discussion
VII. Further Study
VIII.참고 문헌

본문내용

I. 이론적 배경
1. 산과 염기
1) 산(acid)
산(acid)의 생물학적 정의는 용액의 H^+ 농도를 증가시키는 물질이다. 예를 들어 염산(HCl)이 물에 가해지면, H^+와 〖Cl〗^-로 분리되는데, 이러한 H^+의 증가로 인해 물속의 H^+ 농도가 〖OH〗^-의 농도보다 높아지게 되고 산성 용액이 된다.

2) 염기(base)
염기(base)의 생물학적 정의는 용액의 H^+ 농도를 낮추는 물질이다. 염기에는 두 가지 종류가 있는데, 한 염기는 직접 H^+를 받아들여 용액 속의 H^+농도를 낮춘다. 예를 들어, 얌모니아(NH_3)는 질소의 원자가껍질 내 비공유 전자쌍이 용액으로부터 H^+를 끌어당겨 암모늄이온(NH_4^+)을 만들며 염기로 작용한다. 다른 염기는 〖OH〗^-를 방출함으로써 〖OH〗^-와 H^+와 결합하게 하여 H^+농도를 낮춘다. 예를 들어, NaOH는 물에 녹으며 Na_^+와 〖OH〗^-로 해리되고, 염기로 작용한다.

2. 물의 양쪽성 (amphoteric)
산이나 염기로써 작용할 수 있는 물질을 양쪽성(amphoteric)이라고 한다. 물은 가장 흔한 양쪽성 물질로, 이는 하나의 분자로부터 양성자가 다른 물 분자로 이전되어 수산화 이온과 하이드로늄 이온을 내는 물의 자체 이온화(autoionization) 반응에서 관찰할 수 있다.

2H_2 O(l)⇌H_3 O^+ (aq)+OH^- (ag)

물의 자체이온화 반응에 대한 화학 평형식은 다음과 같다.

K_w=[H_3 O^+ ][OH^- ]=[H^+ ][OH^-]

K_w는 이온-곱 상수 (ion-product constant) 또는 해리 상수 (dissociation constant)이다.

실험 결과 25℃ 에서 순수한 물은 [H^+ ]=[OH^- ]=1.0×〖10〗^(-7) M 이므로 K_w의 값은 다음과 같다.

K_w=[H^+ ][OH^- ]=(1.0×〖10〗^(-7) )(1.0×〖10〗^(-7) )= 1.0×〖10〗^(-14)

중성 용액에서는 [H^+ ]=[OH^- ], 산성 용액에서는 [H^+ ]>[OH^- ], 염기성 용액에서는 [H^+ ]<[OH^- ] 이며, 25℃ 에서 물의 이온화 상수는 항상 1.0×〖10〗^(-14) 이다.

참고 자료

대표역자 전상학. 2016. Campbell Biology 10th Edition. 바이오사이언스출판
대표역자 정종우. 2018. 생명:생물의 과학. 라이프사이언스
화학교재연구회 옮김. 2014. 줌달의 일반화학. 사이플러스