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[자연과학] [분석화학] EDTA 적정실험

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작성일18-03-09 00:48

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이와 같이 금속이온이 킬레이트 시약(다배위자)과 반응하여 안정한 킬레이트 화합물을 생성한다는 원리를 이용하여 금속이온과 킬레이트 표준용액을 반응시켜 금속이온을 정량하는 방법을 킬레이트 적정법이라고 하는데, 완충용액과 금속지시약 등을 필요로 한다.

▷ 물의 경도(세기)
경도는 물속에 함유되어 있는 경도의 유발물질에 의해 나타나는 물의 세기를 말하며, 그 유…(drop) 발물질은 칼슘과 마그네슘이다.
설명







실험결과/화학
EXP5. Measuring the Amount of Ca2+ and Mg2+ in Spring waters and Tap waters by Using an EDTA Titration




1.실험目標(목표)

EDTA를 이용한 적정원리를 이해하고, 물속에 들어있는 금속 이온을 EDTA에 반응시켜 전체 금속 이온 농도를 구하여 Ca2+와 Mg2+을 분석한다. 사염기산이며, 순수한 산인 경우에는 EDTA, H4Y, edta, H4 등으로 줄여쓰고, 금속이온에 배위하거나 염이 되어 있을 때는 H를 잃는 방법에 따라 edta 기호를 사용하였다.


▷ 킬레이트 적정법
킬레이트란 한 개 또는 그이상의 금속원자를 중심으로 다배위자가 배위한 화합물을 말한다. 즉, 물속에 녹아있는 이 물질들의 양의 기준을 정해서 그 기준보다 더 많은 양이 녹아 있으면 `경수(센물)`로 분류하며 그 이하면 `연수(단물)`라 한다. EDTA는 밑의 그림과 같은 구조를 가지며 YH4로 표시되는 4염기산이다. 에탄올·에테르 등에는 녹지 않는다. 통상적으로 0∼75㎎/ℓ이면 단물, 75∼150㎎/ℓ이면 비교적 약한 센물, 150∼300㎎/ℓ은 센물, 300㎎/ℓ이상이면 아주 강한 센물로 구분된다. 1945년 이후 각종 금속이온과의 킬레이트가 종합적으로 연구되어, 분석화학에의 응용이 널리 개발되었다. 물에 대한 용해도는 22℃에서 100mL의 물에 0.2g 녹는다. 흔히 6자리 리간드, 5자리 리간드로서 배위한다. EDTA
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다. 또한 경도가 과도하게 높으면 위장이 상하여 설사를 하거나, 비누의 세척력을 떨어뜨리며, 음식 맛도 저하시키고, 보일러에 물때를 생성하여 열전도율도 낮아질 뿐만 아니라 급수배관의 부식을 초래하여 구리, 아연, 납, 카드뮴등의 금속이 용출될 수도 있다아 우리나라에서는 먹는 물에 대해 45가지의 수질기준을 가지고 있는데, 이중 경도는 300mg/ℓ이하이다.

2.실험원리 및 이론

▷ EDTA란
화학식 C10H16N2O8. 에틸렌디아민테트라아세트산이라고도 한다. 거의 모든 금속이온과 안정한 수용성 킬레이트를 만든다. 금속이온에 다배위자가 배위하면 단순배위자가 배위하였을 때보다 그 안정도가 증가하게 되는데 이와 같은 효능를 킬레이트 효능라고 한다. EDTA는 제2차 세계대전 전부터 Ca+·Mg+등과 안정한 킬레이트화합물을 만든다는 것이 알려져 있었는데, 1930년독일의 이게파르벤에서 트릴론이라는 이름으로 판매되어, 센물의 연화 및 가죽의 무두질 등에 사용되었다. 보통 가장 맛있는 물은 경도 50mg/ℓ정도이다. 무색의 결정성 분말로, 녹는점 240℃(분해)이다. 경도가 높은 물은 산뜻하지 않은 진한 맛을 나타내고, 낮은 경우에는 담백하고 김빠진 맛을 나타낸다. 예를 들면, 무색의 주상 결정으로서 K2[Ca edta]·4H2O 등이 얻어지는데, 그 수용액은 알칼리성이며, 보통의 Ca2+처럼 옥살산암모늄을 가해도 침전하지 않는다. 금속이온의 분석·분리·제거, 미량 금속이온의 계기 등 분석화학에 이용될 뿐 아니라 센물 연화, 희토류원소의 분리, 신장결석의 제거, 비타민 C의 산화방지, 식품의 금속에 의한 변질방지, 세척제, 중금속 이온의 침전방지제 등 그 용도가 매우 넓다.

▷킬레이트 시약과 완충용액
킬레이트 적정에 있어서 가장 중요한 킬레이트 시약에는 EDTA(ethylene-diamine tetraacetic acid), NTA(nitrilotriacetic acid), CyDTA(1,2-cyclo-hexadiamine tetraacetic acid) 등이 있는데 이 중에서 가장 많이 쓰이는 것은 EDTA이다.

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