물리화학실험 - 분광광도계를 이용한 약산의 평형상수 결정

물리화학실험 - 분광광도계를 이용한 약산의 평형상수 결정

실험요약: 0.001M HCl 용액, 0.001M NaOH 용액을 만들고 티몰블루 용액을 0.001M HCl 용액, 0.001M NaOH 용액, Ph 9.0 완충용액에 넣는다. 그리고 큐벳 5개에 base라인을 측정할 증류수 2개와 아까 만든 용액 3개를 넣고 파장 400nm~700nm사이에서 분광광도계를 이용해 측정한다. 결과로 나온 흡수스펙트럼을 가지고 약산의 평형상수를 구할 수 있다.
Ⅰ. Introduction
실험제목 : 분광광도계를 이용한 약산의 평형상수 결정
실험목적
분광광도계 사용법과 그 원리를 이해한다.
분광광도계 측정후 나온 데이터를 그래프로 그리고 흡광도 값을 찾아 약산의 평형상수를 구한다.
Theory
Beer의 법칙
농도 c인 용액에 대한 입사광의 세기를 P_0 , 투과광의 세기를 P라고 하면 투광도 T , 흡광도 A, %T는 다음과 같이 정리된다.
T≡P/P_0
A≡log(P/P_0) = -logT
%T≡T×100
그러면 다음과 같은 Beer의 법칙이 성립한다.
A=bc
b 는 빛이 통과한 시료의 거리, c 는 시료의 농도 은 비례상수로 몰흡광계수라 한다.
약산 수용액에서의 흡광도
농도 C_0인 약산 HA의 수용액에서 해리 평형의 경우를 생각해보자
HA ⇔ H^+ + A^- (1)
Ka=([H^+][ A^-])/ [HA] (2)
(2)식에 상용로그를 취하면
pKa = pH + log([HA]/[ A^-]) (3)
HA가 강산용액에 녹아 있는 경우 거의 해리가 되지 않으므로 [HA]= C_0 [ A^-]=0
강염기 용액에 들어있는 경우에는 거의 전부 해리가 되므로 [ A^-]= C_0 [HA]= 0
따라서 강산용액에서 흡광도는 A_(강산 )= _HAbC_0 (4)
강염기 용액에서 흡광도는 A_(강염기 )= _A-bC_0 (5)
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