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1. 수화물의 성질
1.1. 수화물의 정의
수화물(hydrates)은 분자 구조 내에 물 분자를 포함하고 있는 화합물이다. 수화물에 포함된 물은 화학적으로 결합되어 있으며, 함수화물이라고도 불린다. 수화물은 주로 염류에서 많이 나타나며, 화학식 뒤에 '·'기호와 함께 결합하는 물 분자의 개수를 표기한다. 예를 들어 황산구리의 화학식은 CuSO4·5H2O로 표기된다. 수화물을 가열하면 물 분자가 떨어져 나가 무수(anhydrous) 화합물이 얻어지며, 수화물과 무수 화합물은 물리적, 화학적 성질이 다를 수 있다. 따라서 수화물은 분자 내에 화학적으로 결합된 물 분자를 포함하고 있는 화합물이다.
1.2. 수화물의 가열 실험
화합물을 가열하였을 때 나타나는 변화를 관찰하면 해당 화합물이 수화물인지 아닌지를 판단할 수 있다. 수화물은 분자 내에 물 분자가 포함되어 있는 화합물이다. 가열 시 물방울이 생성되면 그 화합물은 수화물이라고 볼 수 있다.
실험에서 황산칼슘, 황산구리, 설탕, 염화코발트, 염화니켈, 탄산칼륨의 6가지 화합물을 시험관에 넣고 가열하여 관찰하였다. 황산칼슘, 황산구리, 염화코발트, 염화니켔 등의 화합물에서는 시험관 벽면에 물방울이 맺히는 것이 관찰되었다. 이를 통해 이들 화합물이 수화물임을 알 수 있다. 반면 설탕과 탄산칼륨에서는 물방울이 생성되지 않아 수화물이 아닌 것으로 판단된다.
따라서 가열 실험 결과, 황산칼슘, 황산구리, 염화코발트, 염화니켈은 수화물이지만 설탕과 탄산칼륨은 수화물이 아님을 알 수 있다. 이처럼 가열에 따른 물방울 생성 여부를 관찰하면 화합물이 수화물인지 아닌지를 쉽게 확인할 수 있다.
1.3. 증류수 첨가에 따른 변화 관찰
이번 실험에서는 여러 가지 화합물에 증류수를 첨가하여 변화를 관찰하였다. 황산칼슘의 경우 증류수 첨가 후에도 변화가 없어 수화물이 아닌 것으로 확인되었다. 그러나 황산구리는 증류수 첨가 후 파란색으로 변화하여 수화물임을 알 수 있었다. 설탕 또한 증류수 첨가 후에도 변화가 없어 수화물이 아니었다. 염화코발트는 증류수 첨가 후 진한 붉은색으로 변화하여 수화물이었음을 확인할 수 있었다. 염화니켈은 ...