적정(Titration)

화학 실험에서 **적정(Titration)**은 미지의 용액 농도를 정확하게 측정하는 중요한 분석 방법입니다. 특히 강산과 강염기의 적정은 대표적인 실험 중 하나로, 이를 통해 용액의 농도를 결정하고 중화 반응을 관찰할 수 있습니다. 이번 글에서는 적정의 개념, 적정 과정에서 사용되는 용어, 강산-강염기 적정 및 지시약 선택에 대해 알아보겠습니다.

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1. 적정(Titration)이란?

적정이란 농도를 알고 있는 표준 용액(적정시약, Titrant)을 사용하여 농도를 알지 못하는 용액(시료, Analyte)과 반응시켜, 시료 용액의 농도를 알아내는 분석 방법입니다.

※ 적정의 기본 원리

• 화학 반응의 **완결점(당량점, Equivalence Point)**을 찾는 것이 핵심
• 반응이 완결되었음을 알려주는 지시약(Indicator) 사용
• 적정 시 용액의 색 변화 또는 전기적 변화를 통해 종말점(End Point)을 확인

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2. 적정 과정에서 사용되는 주요 용어

(1) 적정시약(Titrant)

• 농도를 정확히 알고 있는 용액
• 적정에 사용되는 표준 용액 (예: NaOH, HCl 등)

(2) 당량점(Equivalence Point)

• 산과 염기가 완전히 중화되는 순간
• 이론적으로 산과 염기의 몰수가 동일한 지점
• 강산-강염기 적정에서는 pH=7이 당량점

(3) 종말점(End Point)

• 지시약이 색 변화를 일으켜 적정이 끝났음을 알려주는 지점
• 당량점과 최대한 일치해야 정확한 적정이 가능함

(4) 지시약(Indicator)

• 특정 pH에서 색 변화를 나타내는 물질
• 강산-강염기 적정에서는 페놀프탈레인(Phenolphthalein)과 메틸오렌지(Methyl Orange) 모두 사용 가능
  • 페놀프탈레인: pH 8.2~10에서 색 변화 (무색 → 분홍)
  • 메틸오렌지: pH 3.1~4.4에서 색 변화 (빨강 → 노랑)

(5) 적정오차(Titration Error)

• 종말점과 당량점이 일치하지 않는 경우 발생하는 오차
• 지시약의 선택, 실험자의 적정 기술 등에 따라 달라질 수 있음

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3. 강산-강염기 적정과 지시약 선택

※ 강산(HCl)과 강염기(NaOH)의 적정

• 반응식: HCl + NaOH → NaCl + H₂O
• 당량점에서 pH = 7
• 페놀프탈레인, 메틸오렌지 둘 다 사용 가능하지만, 일반적으로 페놀프탈레인이 더 자주 사용됨 (무색에서 분홍으로 변하여 시각적으로 명확함)

※ 지시약 선택 기준

적정 유형적절한 지시약색 변화 범위

강산 - 강염기	페놀프탈레인, 메틸오렌지	pH 3~10
약산 - 강염기	페놀프탈레인	pH 8.2~10
강산 - 약염기	메틸오렌지	pH 3.1~4.4

 

적정은 화학 실험에서 매우 중요한 분석 기법으로, 실험 과정에서 적절한 적정시약, 지시약을 선택하는 것이 중요합니다. 특히 강산-강염기 적정에서는 페놀프탈레인과 메틸오렌지를 모두 사용할 수 있지만, 일반적으로 페놀프탈레인이 더 선호됩니다.

✔ 적정 과정 이해 → 용액의 정확한 농도를 구하는 핵심 분석 기법

✔ 당량점과 종말점 구분 → 정확한 실험 수행을 위한 필수 개념

✔ 적절한 지시약 선택 → 실험의 정확도를 높이는 중요한 요소

화학 실험에서 적정을 활용하면 다양한 용액의 농도를 측정