유기화학실험, 재결정

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목차

I. Purpose

II. Theory
1. Like dissolves like
2. Solubility(용해도)
3. Saturation(포화)와 Super saturation(과포화)
4. Seed crystal
5. Recrystallization(재결정)
6. Melting point
7. The effect of impurity on mp
8. Solvent pairs
9. Oiling out

III. Reagents & Apparatus
1. Reagent
2. Apparatus

IV. Procedure

V. Cautions

VI. Data&Results

VII. Discussion

VIII. Conclusion

본문내용

Purpose
온도에 대한 용해도 차이를 이용한 고체 화합물의 정제 방법인 재결정의 원리에 대해서 이해해보자

Theory
1. Like dissolves like
용해도를 예측할 때 가장 먼저 고려되는 법칙이다. 서로 성질이 비슷한 물질끼리 용해된다는 의미로, polar-polar, non polar - non polar 와 같이 서로 유사한 성질을 가진 물질 사이에서 용해도가 증가하게 된다. 용액이 형성될 때, 용질과 용매 사이에 인력이 강할수록 반응이 유리하게 일어나므로 극성 물질끼리의 인력, 비극성 물질끼리의 인력이 용액 형성에 큰 영향을 준다. Like dissolves like를 판단할 때, 일반적으로 structure을 통한 polarity를 많이 사용한다.

2. Solubility(용해도)
a. 용해
용해도를 이해하기 위해서는 먼저 용해에 대해서 이해해야한다. 용해는 용질에 용매가 녹아서 분산되는 현상을 지칭하는 말로, 용매-용매, 용매-용질, 용질-용매 사이에 작용하는 세 가지의 상호작용의 영향을 받는다. 용해 과정은 용매-용매가 흩어지는 과정, 용질-용질이 흩어지는 과정, 용매-용질이 섞이는 과정 세 가지로 크게 나눌 수 있다. 이 때, 용매와 용매, 용질과 용질이 흩어지는 과정은 각각의 분자 사이에 작용하는 인력이 흡열 과정을 통해서 끊어지는 과정이며, 용매와 용질이 섞이는 과정은 분자 사이에 인력이 작용하면서 발생한다. 용매와 용질이 섞이는 과정은 반응에 따라서 흡열 과정, 발열과정이 달라진다. 일반적으로, 고체가 용해될 때는 흡열반응이며, 높은 온도에서 더욱 반응이 잘 일어난다. 또한, 기체가 용해될 때는 고체에 비해 압력의 영향을 크게 받는다.
용해 과정에서는 에너지적 측면뿐만 아니라 엔무질서도의 측면 또한 고려해야한다. 자연에서는 질서가 있는 상태보다는, 무질서 상태를 선호하므로 용해 과정은 무질서도를 높이는 과정이라서 엔트로피적 측면에서 선호된다.

참고 자료

Kenneth L. Williamson, Katherine M.Masters, Macroscale and Microscale Organic experiments, 6thed, Brooks/cole, 2011, p61-85
대한화학회, 표준일반화학실험, 제 7판, 천문각, 2011, p35-37
Theodore L. Brown, Chemistry the central science, 14th ed, pearson, 2018, p574-581