분야
hwp2. 실험 목적
3. 실험 이론 및 원리
(1) 실험이론
(2) 실험 원리
4. 실험기구 및 시약
5. 실험방법
6. 실험 결과
실험A. 과망간산 칼륨 용액의 표준화
실험B. 과산화수소 용액의 정량
7. 토의 및 건의 사항
8. 고찰
9. 참고문헌
실험제목
착화합물적정 (Mg정량, Ca정량)
1. 실험목적
2. 초자 및 기구
3. 시약
4. 이론
5. 실험방법
6. 참고문헌
2.3 산화-환원적정
2.3.1 산화-환원 지시약
2.4.1 EDAT 적정방법
(1) 역적정
(2) 치환적정
(3) 간접적정
2.4.2 금속 이온 지시약
산화 ․ 환원적정
2. 실험 목적
산화제 또는 환원제의 표준 용액을 사용하여 시료물질을 완전히 산화 또는 환원시키는데 소모된 양을 측정하여 시료물질을 정량하는 방법이 산화․환원 적정법이다. 이 실험에서는 옥살산나트륨을 일차 표준물질로 써서 과망간산칼륨 용액의 농도를 표준화하고, 이 용액을 이용하여 과산화수소 수용액을 정량하는 방법을 습득한다. 또한 이 산화․환원 반응들의 종말점을 산화제인 과망간산칼륨 자체의 색을 이용하여 결정하는 방법을 익힌다.
3. 실험 이론 및 원리
(1) 실험이론
-산화 ․ 환원-
산화 환원 반응에서 한 화학종은 전자를 잃게 되는데,(즉 제공하고), 이를 산화되었다고 한다. 전자를 얻은 (즉, 받은) 또 다른 화학종은 환원되었다고 한다. 아연조각을 염산에 넣었을 때 일어나는 산화-환원 반응의 반응식은
Zn(s) + 2H+ (aq) → Zn²+ (aq) + H (g)
이 식은 두 개의 반 쪽 반응식으로 나눌 수 있는 데, 하나는 산화 반응식이고 또 하나는 환원 반응식이다. 아연 원자는 전자를 잃고 Zn 2+이온으로 산화 된다. 산화 반쪽 반응식은 다음과 같다.
산화: Zn (s) → Zn²+(aq) +2e-
동시에, H+이온은 전자를 얻고 H2 분자로 환원된다. 환원의 반쪽반응식은 다음과 같다.
환원: 2H+(aq) +2e- → H₂(g)
이 예에서 다음과 같은 점을 명확히 알 수 있다.
- 산화-환원 반응은 함께 일어난다. 둘 중 한 반응만 일어나지 않는다.
- 산화-환원 반응에서 전자수의 변화는 없다. 산화 반쪽 반응에서 나온 전자는 환원 반쪽 반응에서 다른 화학종에 의해 흡수 된다.
산화-환원 반응에서 전자를 교환하는 두 화학종에는 특별한 이름을 붙인다. 전자를 받아들이는 화학종을 산화제(oxidizing agent)라고 부르며, 산화제는 다른 화학종을 산화시킨다. 반대로 전자를 제공하는 화학종을 환원제(reducing agent)라고 부르며, 환원제는 다른 화학종을 환원 시킨다. 산화환원반응은 상대적이어서 같은 물질이라도 상대에 따라 산화제로도 되고 환원제로도 된다. 산화제의 예로는 과망간산염(KMnO₄등), 질산류(HNO₃,KNO₃등), 할로겐(F₂,Cl₂,Br₂,I₂등), 과산화물(H₂O₂,Na₂O₂등)이 있다. 보통 사용되는 환원제로는 수소를 비롯하여 비교적 불안정한 수소화합물, 저급산화물, 또는 저금 산소산의 염, 양이온이 되기 쉬운 금속, 산화정도가 낮은 유기화합물 등이다.
이 개념을 확실히 하기 위해 다음 반응을 생각해 보자.
Zn(s) +2H+(aq) → Zn²+(aq) +H₂(g)
H+ 이온은 산화제이므로 아연을 산화시킨다. 같은 방식으로, 아연은 환원제 이며, H+ 이온을 환원시키는데 필요한 전자를 제공한다.
위 반응에서 아연과 같은 산화-환원 반응에 참여하는 금속 원소 들은 보통 환원제로 사용된다. 즉, Zn2+와 같이 양이온으로 산화 된다. 이외에 다른 환원제로는 H+로 산화될 수 있는 수소 가스가 있다.
H₂(g) → 2H+(aq) +2e-
그리고 더 높은 산하 상태로 산화될 수 있는 Fe2+와 같은 몇몇 양이온들이다.
Fe²+(aq) → Fe³+(aq) +e-
비금속 원소는 보통 산화제로 사용되어 해당되는 음이온으로 환원된다.
Cl2(g) +2e- → 2Cl-(aq)
S(s) +2e- → S²-(aq)
- 과망간산염적정 (Permaganate titration) -
과망간산칼륨 KMnO₄의 표준액을 이용하는 산화적정법이다. 농도를 알고 있는 과망간산 칼륨 수용액을 철(Ⅱ)이온이나 유기화합물 등의 환원성 물질을 함유하고 있는 시료수에 첨가하면, 환원성 물질의 양만큼 과망간산칼륨이 소비되고, 조금이라도 과잉 첨가되면 수용액은 과망간산 이온의 옅은 보랏빛을 띤다. 이 반응은 산성 용액인 경우와 알칼리성 용액인 경우에 계산 방법이 다르다. 일반적으로 산성용액에서 시행되는 경우가 많다. 산성용액에서의 과망간산염은 환원제 철(Ⅱ)염, 과산화수소, 아질산 등에 대해서 이 반응을 정량적으로 하게 되므로, 이것들의 물질은 적정에 의해서 정량할 수가 있다. 과망간
