[분석화학] 산염기의 표준용액 제조와 표정[Preparing Standard Acid and Base]

Preparing Standard Acid and Base

* 실험 목적
HCl과 NaOH는 실험에서 사용되는 대표적인 강산, 강염기 이다. 따라서 우리는 분석시 사용될 용액의 정밀한 농도를 결정하기 위해 용액을 표준화시킨다.

* 실험 원리
순수한 시약의 무게만 재서 알고 있는 부피에 녹여 곧바로 사용할 수 있는 물질을 일차 표준물질(primary standard)이라고 하며 이번 실험에 사용할 일차 표준물질은 프탈산수소칼륨 과 탄산나트륨이다. 하지만 우리가 흔히 실험에서 사용하는 대표적인 강산, 강염기인 HCl 과 NaOH 같은 시약은 일차 표준물질이 아니다. 이 같은 일차 표준물질이 아닌 시약들을 일차 표준물질을 이용해 분석에 사용할 정밀한 농도로 결정하는 것을 표준화라고하며 이처럼 표준화를 마쳐 정확한 농도를 알고 있는 물질을 표준용액이라고 하는데 이 같은 방법을 통해 HCl과 NaOH 표준용액을 만들어 사용할 수 있다.
우선 NaOH는 일차 표준물질인 프탈산수소칼륨을 증류수에 녹이면 이는 일차 표준물질 이므로 정확한 농도를 아는 산이 되는데 중화정적,즉 지시약과 중화 반응을 통해 우리가 사용하고자 하는 NaOH의 농도를 표준화 할 수 있다.
반응식은 다음과 같다.

이때 사용하는 지시약은 페놀프탈레인 용액인데 이를 처음에 프탈산수소칼륨을 녹인 용액에 이 지시약을 넣으면 산에서는 무색 이었다가 중화 시 붉은색을 띄게 되는데 여기서 우리가 주의해야할 점은 당량점과 종말점을 알아야하는 것이다. 당량점은 화학량론적으로 반응하는데 꼭 필요한 만큼 가해졌을 때 일어나는 점으로 적정시 얻고자하는 이상적인 결과이며 종말점은 실제 측정하는 점으로 용액의 여기서는 변색이 일어나는 점을 말한다. 우리는 이 차이를 적정오차라 하며 바탕 적정을 통해 이를 보정할수 있는데 이는 같은 과정의 실험을 분석물질을 빼고 실시 하는 것이다. 따라서 이번 실험에서 NaOH는 중화반응에 의한 지시약의 색 변화로 용액을 표준화 시킬 수 있다.
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