048 – 강산과 약산의 pH

이 실험 세션은 화학, 특히 용액 제조 및 산-염기 특성 분석에 대한 이해와 실질적인 기술을 향상시키기 위해 두 가지 중요한 부분으로 구성되어 있습니다.

첫 번째 부분은 희석 기술을 사용하여 묽은 산 용액을 준비하는 데 중점을 두어, 참가자들에게 증류수를 첨가하여 용액 농도를 조절하는 방법을 가르칩니다. 이 과정은 농축된 스톡 용액으로부터 다양한 농도의 샘플을 만드는 데 기본이 되며, 다양한 화학 응용을 위해 정밀한 농도 조작의 중요성을 강조합니다.

두 번째 부분은 이전에 준비한 용액들의 pH를 pH 측정기로 측정하여 산-염기 거동을 파악하고, 산 농도가 pH 수준에 미치는 영향을 이해하며, 이를 통해 산성도 또는 염기도를 결정하는 과정을 포함합니다.

교육 목표

  • 용액 제조 기법: 참가자들은 원하는 농도를 달성하기 위해 농축 용액을 희석하는 중요한 연습을 포함하여 용액 준비의 기본을 배우고, 화학에서의 농도 제어의 중요성을 강조합니다.
  • 산-염기 거동 이해: pH 측정 실험을 통해 학생들은 산 농도 변화가 용액의 pH에 미치는 영향을 탐구하고 용액의 산성 또는 염기성에 대한 통찰력을 얻게 됩니다.
  • pH 측정 및 해석 세션은 정확한 pH 측정을 위한 pH 미터 사용 기술을 향상시키고, pH 결과 해석 능력을 개발하여 산성 및 염기성 용액의 특성에 대한 깊은 이해를 촉진하는 것을 목표로 합니다.

이 실험에 참여함으로써 학생들은 용액 농도 조절부터 pH 측정을 통한 산-염기 특성 분석까지, 필수적인 화학 실험 기법에 익숙해질 것입니다. 용액 농도를 조절하고 pH를 측정하는 방법을 이해하는 것은 학생들에게 화학 분야의 중요한 실용 기술을 제공할 뿐만 아니라, 용액 내 산과 염기에 대한 더 깊은 이해를 갖게 합니다. 이러한 포괄적인 접근 방식은 이론적인 화학 개념을 실제 시나리오에 적용하는 것의 중요성을 강조하며, 균형 잡힌 교육 경험을 보장합니다.

프로토콜

Part 1: 희석액 제조

  1. 1번부터 4번까지 번호가 매겨진 빈 비커 네 개를 찾으세요.
  2. 1 몰/리터 아세트산 용액 (CH3비커 1에 COOH)를 넣고 반쯤 채우시오.
  3. 피펫을 사용하여 비커 1에 있는 1 mol/L 에탄산 용액 5mL를 취하여 50mL 눈금 실린더에 옮기시오.

피펫의 남은 액체를 회수 용기에 비우세요.

  1. 증류수를 눈금 실린더에 50mL의 최종 부피가 되도록 채우세요.
  2. 눈금 실린더에서 얻은 용액을 비커 2에 붓고 반쯤 채우십시오.

눈금 실린더의 남은 내용물을 회수 용기에 비우세요.

  1. 증류수로 피펫과 눈금 실린더를 세척하세요.
  2. 작업대 2의 비커에서 피펫으로 용액을 채취한 다음 50mL 눈금 실린더에 5mL를 옮겨 희석 과정을 반복하십시오.

피펫의 남은 액체를 회수 용기에 비우세요.

  1. 그런 다음 눈금 실린더에 증류수를 넣어 최종 부피가 50mL가 되도록 하세요.
  2. 새로 희석된 용액을 비커 3에 붓고 절반까지 채우십시오.

눈금 실린더의 남은 내용물을 회수 용기에 비우세요.

  1. 비커 4에 0,10 mol/L의 농축 염산(HCl) 용액을 반쯤 채우십시오.

2부: 측정

  1. 비커 1부터 4까지 담겨 있는 각 용액의 pH를 pH 미터를 사용하여 측정하십시오.

측정 사이에 pH 미터 전극을 증류수로 헹구고 흡수지으로 건조하십시오.

  1. pH 측정치는 결과표에 나타납니다.
  2. 폐기물 수거함에 부어 사용한 용액을 적절히 처리하십시오. 싱크대에 버리지 마십시오.

예상 결과

  • 비커 1에는 CH가 들어 있습니다3COOH 1M, 그리고 pH는 약 2.37입니다.
  • 비커 2에는 CH가 들어 있습니다3COOH 0.1M, pH는 약 2.87입니다.
  • 비커 3에는 CH가 들어있습니다3COOH 0.01M, 그리고 pH는 약 3.37입니다.
  • 비커 4에는 0.1M HCl이 들어 있으며 pH는 대략 1입니다.

학년별 과제 요약

3-5학년 (8-10세)

  • 집중산과 염기의 개념 및 간단한 희석에 대한 기본 소개.
  • 활동간단한 희석을 통한 pH 변화 관찰, 강산 및 약산의 기본적인 시연, 기본적인 안전 지침.

6-8학년 (11-13세)

  • 집중용액 제조 및 pH 측정의 중간 수준 이해.
  • 활동농축 원액으로 희석산 용액을 제조하는 것, pH 미터로 pH를 측정하는 것, 희석이 pH에 미치는 영향을 관찰하는 것, 상세한 안전 수칙을 따르는 것.

9~12학년 (14~18세)

  • 집중산-염기 거동에 대한 고급 이해, 정확한 희석 기술 및 pH 분석.
  • 활동다양한 희석 산 용액의 정확한 조제, pH 미터를 이용한 정밀한 pH 측정, 산 농도와 pH 수준 간의 관계 분석, 결과의 상세한 기록 및 해석, 고급 안전 규약 준수.

실험실 필수품

악기

  • 비커 (50ml, 250ml 및 1000ml)
  • 버킷 플레이트
  • 스포이트
  • 전자저울
  • Erlenmeyer (250ml)
  • 유리봉
  • 눈금 실린더 (25ml 및 100ml)
  • 핫플레이트
  • 자석 교반기
  • 키친타월
  • pH 미터
  • 피펫
  • 주걱
  • 시험관
  • 온도계
  • 타이머

제품

  • 에탄산 1.0M (CH3카르복실산
  • 염산 (HCl)
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