1차 표준물질로 HCI 표준용액의 역가(F) 측정 ★

1차 표준물질로 HCI 표준용액의 역가(F) 측정

 

 

KHCO3 (분자량 100.12) 2.0150 g을 중화하는데

표정하려는 1 N HCl 용액을 20.00 mL 소비하였다.

이 HCI 용액의 역가(F)는 얼마인가?

 

 

 

[참고] 역가. factor. 역가의 정의

어떤 농도의 용액을 만들 때는

필히 오차가 발생하기(포함되기) 때문에

목표하는 농도로 용액을 100% 정확하게 만들 수 없다.

 

이 때문에 적정과 같은 정량분석에 사용되는 용액은

반드시 용액의 정확한(실제) 농도가

얼마인지를 확인하고 보정해 주어야 하는데,

이 목적으로 실시하는 과정(실험)을

용액의 역가 측정 또는 용액의 표정이라고 하며,

그 결과 값을 “역가”라고 한다.

( 참고: 표정의 정의 https://ywpop.tistory.com/10262 )

 

참고로, 용액의 표정에 사용되는 물질을 표준물질이라 한다.

( 참고: 표준물질의 정의 https://ywpop.tistory.com/9989 )

( 참고: 표준물질의 조건 https://ywpop.tistory.com/6615 )

 

 

 

 

> 중탄산칼륨 = 탄산수소칼륨, potassium bicarbonate, KHCO3

> KHCO3의 몰질량 = 100.1151 ≒ 100.12 g/mol

> KHCO3의 당량수 = 1 eq/mol

( 참고: KHCO3의 당량수 https://ywpop.tistory.com/7734 )

 

 

 

KHCO3의 몰질량 = 100.12 g/mol 이므로,

2.0150 g KHCO3의 몰수를 계산하면,

2.0150 g / (100.12 g/mol) = 0.02012585 mol KHCO3

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

KHCO3의 당량수 = 1 eq/mol 이므로,

몰수를 eq수로 환산하면,

0.02012585 mol × (1 eq/mol) = 0.02012585 eq KHCO3

 

 

 

N V F = N’ V’ F’ = eq 공식을 사용하여

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4689 )

 

1 N HCl 용액의 역가(F)를 계산하면,

0.02012585 eq = (1 N) (0.02000 L) (F)

 

F = 0.02012585 / 0.02000 = 1.0063

 

 

 

답: 1.0063

 

 

 

 

[참고] 1 N HCl 용액의 실제(진짜) 농도 (보정한 농도)

실제 농도 = 임시 농도 × 역가(F)

= 1 N × 1.0063 = 1.0063 N

( 임시 농도 = 이론 농도 = 만들고자 한 농도 )

 

 

 

 

[참고] 역가의 범위: 0.8 < F <1.2

---> 이 범위를 벗어나는 값은 엉터리다.

보통 0.9◯◯◯ 또는 1.◯◯◯◯ 값을 가진다.

 

 

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[공식 보충 설명]

1차 표준물질의 F는 1이고,

N × V = (eq/L) × L = eq 이므로,

표준물질의 N × V × F 는 KHCO3의 eq수를 사용한 것임.

즉, N × V × F = KHCO3의 eq수 = 0.02012585 eq

 

NVF = eq

 

 

 

몰농도의 경우,

aMVF = bM’V’F’ = mol

( a, b는 각 물질의 당량수 )

( 참고: 당량수 https://ywpop.tistory.com/4105 )

 

 

 

HCl, NaOH처럼 당량수가 1인 물질은

‘몰농도 = 노르말농도’ 이므로,

aMVF = bM’V’F’ = mol 대신.

NVF = N’V’F’ = eq 를 사용해도 된다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11419 ]

 

 

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또는

[1차 표준물질로 용액의 역가측정]

표준물질 일정량(a g)에 대한

소정의 노르말농도 용액의 이론적 mL수(Vo)를 산출한 다음,

표준물질(a g)에 대한 실제 소비 mL수(V)로부터 역가(F)를 계산한다.

F = Vo / V

 

 

이론적 mL수(Vo)는 다음과 같이 산출한다.

Vo = (1000 × a) / 소정의 노르말농도 용액 1000 mL에 대응하는 표준물질의 g수

 

 

KHCO3 + HCI → KCI + H2O + CO2

KHCO3 100.12 g : 1 N HCI 1000 mL

 

Vo = (1000 × a) / 100.12

= (1000 × 2.0150) / 100.12

= 20.125849

 

 

F = Vo / V

= 20.125849 / 20.00

= 1.0063

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/6123 ] 0.1 N NaOH 용액의 역가 측정

 

 

 

 

[참고] 중탄산칼슘 = 탄산수소칼슘, calcium bicarbonate, Ca(HCO3)2

> Ca(HCO3)2의 몰질량 = 162.1117 ≒ 162.11 g/mol

> Ca(HCO3)2의 당량수 = 2 eq/mol

 

 

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KHCO3 (MW = 100.115) 2.015 g을 중화하는데

표정하려는 1.0 N HCl 용액 20 mL를 소비했다면

이 HCl 용액의 농도계수(F)는?

 

 

KHCO3(s) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)

KHCO3 + HCl → KCl + H2O + CO2

HCl + KHCO3 → KCl + H2O + CO2

 

 

2.015 g / (100.115 g/mol) = 0.020126854 mol

= 0.020126854 eq

 

 

NVF = N’V’F’ = eq

(1.0) (0.020) (F) = 0.020126854

 

F = 0.020126854 / [(1.0) (0.020)] = 1.00634

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.blogspot.com/2024/05/01-n-naoh-f.html ]

0.1 N NaOH 용액의 표정. 역가(F) 계산

 

 

 

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