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Index & Contents

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1. 실험 목적

-이 실험의 목적은 용액의 이온 세기에 따른 이온의 활동도 계수를 구하는 것이다. 그리고 이러한 활동도 계수는 평형상수와 용해도로부터 계산할 수 있을 것이고, 그럼으로써 이들 사이의 연관성에 대해서도 이해하게 될 것이다.

 

2. 실험

Debye - Huckel 이론

전해질 용액은 이온들 사이의 장거리 정전기적 상호 작용 때문에 이상적 행동으로부터 크게 이탈하는데 이 주된 원인이 Coulomb 상호 작용 때문이라 본 것이 전해질 용액에 관한

Debye - Huckel 이론의 기초이다. 농도가 대단히 낮은 용액의 활동도 계수는 Debye - Huckel 극한 법칙을 이용하면 활동도 계수를 구할 수 있는 식을 얻을 수 있다. 이 식은 I → 0인 극한에서 잘 맞는다.

 

 

일반적으로 25℃ 수용액에 대해서 이고, I는 용액의 이온 세기이다.

Debye - Huckel 극한 법칙은 각 이온 주위에 반대 전하의 이온 분위기가 있는 이온 용액 모형에 따라서 유도한 식이다.

 

활동도 계수

일정한 이온 세기에서 평형에 참여할 화학종의 유효농도를 정량적으로 설명하기 위해서 화학자들은 활동도(activity)라는 용어를 사용한다. 이 활동도는 화학종 X에 대해서 다음과 같이 나타낸다.

 

 

 

여기서 는 화학종 X의 활동도이고, [X]는 X의 몰농도, 는 단위 없는 활동도 계수(activity coefficient)이다.

 

이온 세기(Ionic Strength)

이온 용액을 이야기 할 때 이온 세기가 늘 등장하게 된다. 여기서 합셈은 용액 속에 존재하는 모든 이온에 걸쳐서 합해 주어야 한다. 여기서 생각하는 경우처럼 두 종류의 이온만이 존재하고 그 몰랄 농도가 m 일 때는 이온 세기가 다음과 같이 된다.

 

(는 이온 의 전하수, 는 그 몰랄농도)

 

3.실험 방법

(1) 깨끗하게 건조된 5개의 sample bottle에 각각 AgAc 1g을 넣고 번호를 매긴다.

(2) 이 bottle에 다음 용액을 3/4 정도 채운다.

⇒ d-water, 0.05M NaNO3, 0.1M NaNO3, 0.2M NaNO3, 0.5M NaNO3.

(3) 50～60℃까지 데운 뜨거운 물에 sample bottle를 담근다. 이때 마개를 막고 2분마다 꺼내어 흔들어 준다.

(4) 다시 sample bottle을 25℃ 항온조 안에 1시간 방치하였다가 꺼내어서 침전이 형성될 때까지 둔다.

(5) 각 sample bottle에서 용액을 25ml씩 분취하여 d-water 15ml, 5ml 3M HNO3와 함께 100ml 정도의 beaker에 담는다.

(6)…(생략)

 

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