[실험보고서] pH 측정

1. 실험 제목
- pH 측정

2. 실험 목적
- 지시약의 변색원리를 이해하고, 이를 이용하여 미지용액의 pH를 측정한다.

3. 이 론

1. 수소 이온 농도
1.1 물의 자동 이온화
순수한 물은 전기를 통하지 않는다. 그러나 감도가 극히 좋은 기구를 사용하면 순수한 물도 약간의 전기 전도도를 가진다. 또한 아래 식에서 보는 바와 같이 물은 산 또는 염기로 작용하는 양쪽성 물질이다

산 염기
질량 보존의 법칙에 의하여 물의 편형 상수식은 다음과 같이 쓸 수 있다.

물이 전리한다고 해도 극히 일부만 전리하므로 물의 농도는 거의 일정하다. 따라서 에서 을 새로운 상수 로 쓰면 다음과 같이 쓸 수 있다.

이 식에서 KW를 물의 이온곱 상수라고 하며, 값은 온도에 따라 약간 다른 값을 가진다. 실험에 의하면 물은 25℃에서 약 18×10⁻⁷% 가량 전리한다. 즉 ==1.0×10⁻⁷mol/L일 때, 이 반응은 평형에 도달하게 되고 이때의 평형 상수 는 아래와 같이 계산될 수 있다.

1.2 수소 이온 농도
① 강산의 수소 이온 농도
물에 0.1M 을 녹여 1L용액을 만들었을 때, 아래의 반응식에 의하여 수소 이온 농도(농도와 같은 의미)가 변화되고

또한 물은 자동 이온화에 의하여

로 이온화되므로 의 농도는 과 자동 이온화의 합이 될 것이다. 그러나, 르샤틀리에의 평형 이동의 원리에 의하여 에서 생긴 가 존재할 때에는 물의 자동 이온화는 역반응이 일어나 자동 이온화에서 생긴 와 는 무시한 수 있다. 따라서, 0.1M 에서는 완전히 전리한다고 생각하므로 의 농도도 0.1M이 된다.
0.1M = 0.10M
0.2M = 0.20M
같은 용액에서는 의 농도를 값으로부터 쉽게 구할 수 있다.

② 강염기의 수소 이온 농도
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