11-1. 강산에 의한 강염기의 적정
11-2. 강염기에 의한 약산의 적정
11-3. 강산에 의한 약염기의 적정
11-4. 이양성자성 계에서의 적정
11-5. pH 전극에 의한 종말점 검출
11-6. 지시약에 의한 종말점 검출
11-7. 실제적인 주의점
11-8. Kjeldahl 질소 분석법
11-9. 평준화 효과
11-10. 스프레드시트에 의한 적정 곡선의 계산
11-6. 지시약에 의한 종말점 검출
지시약(indicator)
: 서로 다른 색깔을 띠는 양성자성 화학종의 산 또는 염기
- 산-염기 지시약(indicator)은 그 자체가 산 또는 염기로서 양성자성 화학종에 따라 각각 다르 색을 띠게 됨
- ex) 티몰 블루
- pH 1.7 이하에서는 붉은색, pH 1.7과 8.9 사이에서는 노란색, pH 8.9 이상에서는 푸른색이 주된 화학종
- 간단히 R, Y-, B2-로 표시함
- R와 Y-의 평형은 다음과 같이 나타낼 수 있음
- pH = 1.7 ( = pK1)에서는 노란색과 붉은색 화학종이 1:1 혼합물로 되기 때문에, 주황색을 띠게 됨
- 지시야ㄱ 색상표에서는 티몰 블루가 pH 1.2 이하에서 붉은색, pH 2.8 이상에서는 노란색으로 나타나 있음
- 경험적으로 예상되는 pH는 0.7과 2.7 정도임
- pH 1.2와 2.8 사이에서 지시약은 약간 차이가 나는 여러 가지 주황색을 나타냄
변색 범위(transition range)
: 색깔 변화 사이에 걸쳐 있는 pH 범위(1.2~2.8)
- 대부분의 지시약이 한 가지의 색깔 변화를 나타내는 반면, 티몰 블루는 pH 8.0과 9.6 사이에 또 다른 변화, 즉 노란색에서 푸른색으로 변함
- 이 영역에서는 다양한 초록색이 나타남
- 가장 흔히 사용되는 지시약 중 하나가 페노프탈레인인데, 이는 주로 pH 8.0~9.6에서 무색에서 분홍색으로의 색깔 변화를 이용함
p. 279 보충 11-2 <pH 값이 음수라는 것의 의미는?>
p. 280 실험 11-1 지시약과 CO2의 산도
지시약의 선정
- 당량점이 pH = 5.54에서 나타나는 적정 곡선을 다음과 같이 나타냄
- 이때 사용되는 지시약은 pH 값 부근에서 색 변화를 나타내어야 적정의 종말점을 결정하는데 데 유용함
- pH가 소량의 부피 변화에 의해 급격히 감소(pH 7에서 4로)하는 것을 볼 수 있음
- 이 pH 범위 사이에서 색깔 변화를 나타내는 지시약은 당량점에 매우 근사적인 점을 찾는데 사용될 수 있음
- 그 색깔 변화가 pH 5.54에 근접되어 나타날수록 정확한 종말점을 구할 수 있음
지시약 오차((indicator error)
: 관찰되는 종말점(색깔 변화)과 참 당량점과의 차이
- 만약 반응에 많은 양의 지시약을 첨가하면 또 다른 지시약 오차가 발생됨
- 지시약은 산 또는 염기이므로 반응물 또는 적정 용액과 반응함
- 지시약의 몰수가 분석 물질의 몰수에 비해 무시될 수 있다는 가정하에서만 지시약을 사용
- 따라서, 절대로 묽은 지시약 용액 몇 방울 이상을 사용해서는 안 됨
- 강산에서 무색의 페놀프탈레인은 황적색으로 변함
- 강염기에서는 붉은색 화학종의 색깔이 사라짐
- 일반적으로 지시약은 그 변색 범위가 적정 곡선의 급경사 부분에 가능한 한 근접하게 겹치는 것이 바람직함
- 위 적정 곡선을 보면, 당량점 부근에서 급경사를 이루고 있어 당량점과 종말점의 불일치에 의한 지시약 오차가 크지 않음을 알 수 있음
- 예를 들어, 지시약의 종말점이 pH 6.4(5.54 당량점일 때)라면, 이 경우 Ve에 대한 오차는 단지 0.25%임
- 지시약 오차는 pH 5.54 대신 pH 6.4에 도달하는 데 필요한 적정 용액의 부피를 계산하여 알 수 있음
Keyword: 지시약(indicator), 변색 범위(transition range), Hammett 산도 함수(Hammett acidity function), 지시약 오차(indicator error)
