화학자는 용액에 용해 된 물질의 농도를 찾아야 할 때 종종 적정이라는 기술을 사용합니다. 모든 용질이 중화 될 때까지 용질과 반응하는 화학 물질을 추가함으로써 화학자는 원래 존재했던 양과 용액의 농도를 결정할 수 있습니다. 산과 염기에 대한 적정 문제는 화학 수업에서 숙제와 시험에 대한 일반적인 과제입니다.
분석 물 (용액에 용해 된 화학 물질)과 적정 제 (용질을 중화시키기 위해 추가 된 화학 물질)가 강산인지 염기인지 확인합니다. 산은 양성자를 방출하는 물질이고 염기는 양성자를 흡수하는 물질입니다. 용질이 염기 인 경우 적정 제는 산이되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 염산, 질산, 황산, 과염소산, 브롬화 수소산 및 요오드화 수소산이 일반적입니다. 강산, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 칼슘, 스트론튬 및 수산화 바륨은 강염기입니다. 일반적인 산 및 염기 목록은 리소스 섹션의 링크를 참조하십시오.
적정 반응의 생성물이 중성 염인지 염기성 / 산성염인지 결정합니다. 강염기와 강산이 반응하면 중성 염 (pH 7의 염)이된다. 예를 들어, 염산과 수산화 나트륨 사이의 반응은 염기성도 산성도 아닌 염화나트륨을 생성합니다. 그러나 약염기와 반응하는 강산은 산성염을 생성하고 약산과 반응하는 강염기는 염기성 염을 생성한다. 이러한 종류의 적정에 대한 당량점을 찾기가 더 어렵 기 때문에 약산과 약염기의 조합으로는 적정을 거의 수행하지 않습니다.
알고있는 내용을 기록하고 문제가 무엇을 요구하는지 파악하십시오. 일반적으로 이러한 종류의 숙제 또는 테스트 문제는 적정 제와 분석 물의 식별, 분석 물의 부피 및 적정 제의 농도를 제공합니다. 문제는 등가 (모든 용질이 중화되는 지점)에 도달하는 데 필요한 적정 제의 양을 제공하고 다음에서 pH를 찾도록 요청할 수 있습니다. 등가 및 원래 용액의 농도 또는 적정 제와 용질의 농도를 제공 한 다음 각 단계에서 pH를 찾도록 요청할 수 있습니다. 반응. 각 유형의 문제에는 다른 전략이 필요합니다.
산과 염기 사이의 반응에 대한 균형 잡힌 화학 방정식을 기록하십시오 (이는 일반적으로 문제에서도 제공됩니다). 화학 방정식을 사용하여 반응물의 비율, 즉 한 화학 물질의 분자가 다른 분자와 반응하는 데 필요한 수를 결정합니다.
제공된 데이터를 사용하여 문제가 요청하는 경우 반응의 각 단계에서 pH를 계산합니다 (그렇지 않은 경우이 단계를 건너 뛰고 6 단계로 진행). 분석 물과 적정 제의 정체성에 따라 네 가지 가능성이 있습니다.
1) 분석 물이 강산이고 적정 제가 강염기 인 경우 pH는 분석 물 농도의 음의 로그입니다. 분석 물 농도를 찾으려면이 지점까지 추가 된 적정 제의 몰 수를 뺀 다음 총 부피로 나눕니다 (분석 물의 초기 부피 + 첨가 된 적정 제 부피).
2) 분석 물이 강염기이고 적정 제가 강산 인 경우 수행하는 단계는 동일합니다. 분석 물 농도의 음의 로그가 대신 pOH를 제공한다는 점을 제외하면 (1)에서와 같이 pH. pOH를 pH로 변환하려면 14에서 빼십시오.
3) 분석 물이 약산이고 적정 제가 강염기 인 경우 Henderson-Hasselbalch 방정식, pH = pKa + log ([공액 염기 농도] / 잔류 약산 농도)를 사용합니다. 공액 염기의 양은 지금까지 첨가 한 적정 제의 양과 같습니다. 농도를 찾기 위해 총 부피로 나눕니다. 많은 약산에 대한 pKa 값은 참고 자료 섹션에 링크 된 표에 나열되어 있습니다.
4) 분석 물이 약염기이고 적정 제가 강산 인 경우 다른 형태의 Henderson-Hasselbalch 방정식, pOH = pKb + log ([공액 산 농도] / 잔류 약염기 농도). 그런 다음 14에서 빼서 pOH에서 pH로 변환합니다.
문제가 그렇게하도록 요구하는 경우 동등한 pH를 찾으십시오. 강염기와 짝을 이룬 강산의 경우, 동등한 pH는 7입니다. 강산 적정 제 및 약염기 분석 물질의 경우 원래 존재하는 약염기의 몰 수를 새 총 부피로 나눕니다. (분석 물의 원래 부피 + 동등성에 도달하기 위해 추가 된 적정 제 부피) 농도를 찾은 다음 음의 로그를 취합니다. 집중. 약산 분석 물을 사용한 강염기 적정 제의 절차는 한 번 복용 한 것을 제외하고는 동일합니다. 음의 로그는 pH가 아닌 pOH를 가지므로 다음에서 빼서 pH로 변환해야합니다. 14.
문제가 발생하면 분석 물의 원래 농도를 찾으십시오. 동등성에 도달하기 위해 추가 된 적정 제의 부피에 적정 제의 몰 농도 또는 농도를 곱하면 추가 된 적정 제의 몰 수를 얻을 수 있습니다. 첨가 된 적정 제의 몰 수에 4 단계에서 찾은 반응물 간의 비율을 곱한 값은 원래 존재하는 분석 물의 몰 수와 같습니다. 분석 물질의 몰 수를 분석 물질의 원래 부피로 나누어 분석 물질 농도를 찾으십시오.
팁
이 절차는 중화 반응에서 산과 염기 사이의 1: 1 비율을 가정합니다. 이것은 일반적으로 일반적인 화학 퀴즈에서 볼 수있는 종류의 문제입니다.
경고
동등성 또는 그 이전의 농도를 찾을 때 추가 한 적정 제의 부피를 고려하십시오.