일반화학실험 - 인산의 적정과 완충 용액

1. subject : 인산의 적정과 완충 용액

2. Object

인산의 측정을 통해서 다양성자산의 적정 곡선을 익히고, 완충용액의 원리와 중요성을 배운다.

3. Principle

① 약산/약염기
실험실에서 사용하는 산은 HCl, HNO₃,CH₃COOH, H₂SO₄,H₃PO₄등이다. 처음 세 개는 일양성자산이다.
즉, 산이 이온화하면서 하나의 수소 이온을 만든다.
HCl (aq) ------] H⁺(aq) + Cl⁻(aq)
HNO₃(aq) ----------] H⁺(aq) + NO₃⁻(aq)
CH₃COOH (aq) [-------] CH₃COO⁻ (aq) + H⁺(aq)
아세트산의 이온화는 불완전하기 때문에( 이중화살표), 약 전해질이다. 이 이유로 약산이라 부른다. 반면에 HCl과 HNO₃는 용액에서 완전히 이온화하려는 강전해질이기 때문에 강산이다.
수산화소듐과 수산화바륨은 강전해질이다. 이것은 용액에서 완전히 이온화된다는 것을 의미한다. 또한 암모니아는 용해한 NH₃분자가 물과 반응하여 아주 적은 분 율의 NH₄⁺와 OH⁻ 이온을 생성하기 때문에 약염기이다.

② 다양성자산

황산 및 인산과 같은 몇 가지 중요한 산들은 한 개 이상의 양성자를 공급할 수 있어 다 양성자산이라고 한다. 다양성자산은 한 번에 하나의 양성자씩, 단계적으로 해리된다. 예를 들면 사람의 혈액에서 PH를 일정하게 유지하는데 중요한 역할을 하는 이양성자산인 탄산은 다음과 같은 단계로 해리한다.
H₂CO₃(aq) [-------] H⁺(aq) + HCO₃⁻ (aq)
HCO₃⁻ (aq) [-------] H⁺(aq) + CO₃²⁻ (aq)
첫 해리평형의 짝염기인 HCO₃⁻ 는 두 번째 단계에서 산이 된다. 인산은 삼양성자산으로 다음과 같이 해리한다.
H₃PO₄(aq) [-------] H⁺(aq) + H₂PO₄⁻ (aq)
H₂PO₄²⁻ (aq) [-------] H⁺(aq) + HPO₄²⁻ (aq)
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