적정이라고하는 일반적인 화학 실험 유형은 용액에 용해 된 물질의 농도를 결정합니다. 산과 염기가 서로 중화하는 산 염기 적정이 가장 일반적인 종류입니다. 분석 물 (분석중인 용액)의 모든 산 또는 염기가 중화되는 지점을 당량점이라고합니다. 분석 물의 산 또는 염기에 따라 일부 적정은 두 번째 당량점도 갖습니다. 두 번째 당량점에서 용액의 pH를 쉽게 계산할 수 있습니다.
분석 물에 산 또는 염기가 존재하는지 여부, 어떤 종류의 산 또는 염기가 존재했는지, 얼마나 많이 존재했는지 확인합니다. 숙제를 위해이 질문을하고 있다면 정보가 제공 될 것입니다. 반면에 실험실에서 방금 적정을 수행 한 경우 적정을 수행하면서 정보를 수집하게됩니다.
이양 자산 또는 염기 (하나 이상의 수소 이온을 기증하거나 수용 할 수있는 산 / 염기)는 두 번째 당량점을 갖는 종류입니다. Ka1은 첫 번째 양성자 공여에 대한 평형 상수 (반응물에 대한 생성물의 비율)이고 Ka2는 두 번째 양성자 공여에 대한 평형 상수입니다. 참조 텍스트 또는 온라인 표에서 산 또는 염기에 대한 Ka2를 찾으십시오 (참고 자료 참조).
분석 물에 포함 된 접합 산 또는 염기의 양을 결정합니다. 이것은 원래 존재하는 산 또는 염기의 양과 동일합니다. 원래 분석 물 농도에 부피를 곱합니다. 예를 들어, 1 몰 옥살산 40mL로 시작한다고 가정합니다. 1000으로 나누어 농도를 밀리리터로 변환 한 다음이 부피에 농도를 곱합니다. 이것은 원래 존재하는 옥살산의 몰수를 제공합니다: (40/1000) x 1 = 0.04. 0.04 몰의 옥살산이 존재합니다.
적정 제 (적정 중에 추가 한 화학 물질)의 부피를 취하여 산 또는 염기 분석 물을 중화하고 원래 존재하는 분석 물의 부피에 추가합니다. 이것은 당신에게 최종 볼륨을 줄 것입니다. 예를 들어, 두 번째 당량에 도달하기 위해 1 몰 NaOH 80mL를 1 몰 옥살산 40mL에 첨가했다고 가정합니다. 계산은 80 mL 적정 제 + 40 mL 분석 물 = 120 mL 최종 부피입니다.
분석 물에 원래 존재하는 산 또는 염기의 몰 수를 최종 부피로 나눕니다. 이것은 접합 산 또는 염기의 최종 농도를 제공합니다. 예를 들어, 120 mL가 최종 부피 였고 0.04 몰이 원래 존재했습니다. mL를 리터로 변환하고 몰 수를 리터 수로 나눕니다. 120/1000 = 0.12 리터; 0.04 몰 /0.12 리터 = 리터당 0.333 몰.
공액 염기 (또는 공액 산인 경우 Ka)의 Kb를 결정합니다. 짝 염기는 산에서 모든 양성자를 제거 할 때 형성되는 종이 고 짝 산은 염기에 양성자를 기증 할 때 형성되는 종이라는 것을 기억하십시오. 따라서 두 번째 당량점에서 이양성 자산 (예: 옥살산)은 완전히 탈 양성자 화되고 Kb는 1 x 10 ^ -14 / 옥살산의 두 번째 Ka와 같습니다. 염기의 경우 두 번째 등가 점의 Ka는 1 x 10 ^ -14 / 이양자 염기의 두 번째 Kb와 같습니다. 예를 들어, 옥살산이 분석 물이었습니다. Ka는 5.4 x 10 ^ -5입니다. 1 x 10 ^ -14를 5.4 x 10 ^ -5로 나눕니다: (1 x 10 ^ -14) / (5.4 x 10 ^ -5) = 1.852 x 10 ^ -10. 이것은 완전히 탈 양성자 화 된 형태의 옥살산 인 옥살 레이트 이온에 대한 Kb입니다.
다음 형식으로 평형 상수 방정식을 설정합니다. Kb = ([OH-] [공액 산]) / [공액 염기]. 대괄호는 농도를 나타냅니다.
방정식의 맨 위에있는 두 항을 x ^ 2로 대체하고 x를 구하다 그림과 같이: Kb = x ^ 2 / [공액 염기]. 예를 들어, 나트륨 옥살 레이트의 농도는 0.333 moles / L이고 Kb는 1.852 x 10 ^ -10입니다. 이러한 값을 연결하면 1.852 x 10 ^ -10 = x ^ 2 / 0.333이 계산됩니다. 방정식의 양변에 0.333을 곱합니다. 0.333 x (1.852 x 10 ^ -10) = x ^ 2; 6.167 x 10 ^ -11 = x ^ 2. x를 구하기 위해 양변의 제곱근을 취합니다: (6.167 x 10 ^ -11) ^ 1 / 2 = x. 이것은 다음을 산출합니다: x = 7.85 x 10 ^ -6. 이것은 용액의 수산화 이온 농도입니다.
수산화 이온 또는 수소 이온의 농도에서 pH로 변환합니다. 수소 이온 농도가있는 경우 음의 로그를 취하여 pH로 변환합니다. 수산화 이온 농도가 있으면 음의 로그를 취한 다음 14에서 답을 빼서 pH를 찾으십시오. 예를 들어, 발견 된 농도는 수산화 이온 1 리터당 7.85 x 10 ^ -6 몰이었습니다: log 7.85 x 10 ^ -6 = -5.105, 따라서 -log 7.85 x 10 ^ -6 = 5.105.
14에서 답을 뺍니다. 예: 14-5.105 = 8.90. 두 번째 당량점의 pH는 8.90입니다.
필요한 것
- 연필
- 종이
- 계산자
팁
이 계산은 물의 자동 이온화를 고려하지 않았으며, 이는 약염기 또는 산의 매우 희석 된 용액의 요소가 될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 목적에 대한 좋은 추정치이며 이러한 종류의 문제에 대해 제공 할 것으로 예상되는 답변의 종류입니다.