[일반화학실험]0.01M 질산은 표준액의 표정 2부

실험 방법

1. 실험 과정

1) NaCl 0.06g을 담는다.

2) 비커에 증류수 약 100㎖를 담아 NaCl을 용해시킨다. (이때 증류수는 전자저울을 통해서 100g으로 무게를 맞춘다. 97g은 비커를 이용해서 담고 나머지는 스포이드를 이용해서 증류수를 담는다.)

3) NaCl표준액을 25㎖ 취해 코니칼 비커에 넣고 5% K2CrO4 용액 1㎖를 넣는다.

4) 0.1M AgNO3에 증류수를 섞어 0.01M AgNO3 200㎖ 표준액을 조제하여 적가한다.

0.01M AgNO3× 0.2L(=200㎖) = 0.002㏖ AgNO3

0.002㏖ AgNO3 × 1L/0.1㏖ = 0.02L = 20㎖

∴ 0.1M AgNO3 20㎖에 증류수 180㎖를 섞어 0.01M AgNO3 200㎖ 표준액을 조제한다.

5) 15초 정도 흔들어 섞어도 적갈색이 없어지지 않게 되는 지점을 종점으로 한다.

6) 실험을 3회 반복하여 규정도를 계산한다.

7) 사용하고 난 AgNO3 표준액을 산폐수통에 버리고 아세톤을 이용하여 비커를 정리한다.

2. 계산식

0.1M 질산은 용액을 0.01M 질산은 용액으로 만들기 위해 증류수를 섞는다.

㏖= MiVi = MfVf

0.1M AgNO3 × x㎖ = 0.01M AgNO3 × 100㎖

x=10㎖

0.1M AgNO3 20㎖ + 증류수 180㎖ = 0.01M AgNO3 200㎖

0.01M NaCl 표준액을 만들기 위해

NaCl을 58.44 × 1/100 × 100/1000 = 0.05844g ≈ 0.06g을 떠서 비커에 증류수 100㎖를 넣어준다.

AgNO3은 169.87 × 1/100 × 200/1000 = 0.33974g을 떠서 비커에 증류수 200㎖를 넣어준다.

 

실험 결과

1. 결과 data

횟수	1	2	3
부피	24㎖	24㎖	23㎖

사용한 AgNO3 용액의 평균값=약 23.67㎖

이 값을 토대로 규정도(N) = 노르말농도(normality)를 계산하면

규정도 = N = 용액 1L중 용질의 무게(g)/용질 1g 당량

NaCl의 규정도 = N/100 NaCl 100㎖의 N = 0.06×(1000/100)/58.44 = 0.0102N

AgNO3의 규정도

NV =N’V’

x×23.67 = 0.0102×25

x= 0.01773N

AgNO3의 분자량 : 169.87[g/㏖]

∴ 0.01MAgNO3 × 169.87g/㏖ = 1.6987g/L AgNO3

AgNO3의 당량수 = 1 eq/㏖

몰농도 × 당량수 = 노르말농도[N]

∴ AgNO3 0.01M은 0.01N에 해당하기에 0.01N AgNO3이 소모된다고 할 수 있다.

AgNO3와 Cl-의 몰비는 1:1이기 때문에 Cl-또한 1L에서 0.01M가 존재하며 분자량은 70.9054[g/㏖]이기에 0.01M Cl- × 70.9054g/㏖ ≒ 0.709054g/L Cl-이다.

 

2. 결론

AgNO3 표준용액으로 Cl-을 정량하기 위해서 지시약으로 K2CrO4 용액을 이용한다. NaCl 용액에 K2CrO4 용액을 소량 가하고 AgNO3 표준용액을 적가하면 다음의 반응과 같이 AgNO3의 Ag+와 NaCl의 Cl-가 (Ag+ + Cl- → AgCl ↓) 반응하여 AgCl의 침전을 먼저 만들게 되고

AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3

Cl-와 결합하지 않은 여분의 Ag+가 남게 되는데 이것을 적정하기 위해 K2CrO4을 넣으면 산화수가 -1인 NO3보다 산화수가 –2인 K2CrO4가 반응성이 더 좋아

Ag+ + CrO4- → Ag2CrO4↓

AgNO3에서 Ag2CrO4가 되며 물에 녹지 않는 붉은색 안금으로 관측할수 있음을 직접 확인할 수 있었다.

2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4↓(적갈색) + 2KNO3

토의 사항

1. 실험 고찰

이론값으로 구한 값과 실험으로 구한 값에 오차가 발생하였다. 오차가 발생한 이유는 먼저, NaCl의 질량을 측정하는 저울이 소수 둘째자리까지만 나타나서 0.058g이 아닌 0.06g으로 실험을 진행한 데에 있다. 이때 0.06g은 0.061～0.069까지 될 수 있기 때문에 오차는 질량 측정에서 약 0.01g정도가 발생할 수 있다. 둘째, NaCl 표준액 25㎖를 취할 때 부피플라스크에 채취한 것이 아니라 메스실린더에 담았기 때문에 오차가 발생할 수 있다. 

보통 부피를 재기 위해 부피플라스크를 이용하는 것이 훨씬 정밀도가 높기 때문이다. 셋째, 뷰렛을 통해 시약을 넣어야하는데 주사기를 통해 넣었기 때문에 눈금에서 오차가 발생할 수 있다. 실험도구를 더 세밀하게 측정할 수 있도록 바꾼다면 이를 보완하여 더 정확한 결과가 나올 것으로 생각된다.

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