소개글
"아주대 화학실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 아주대 화학실험
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 원리
1.3. 실험 절차
1.4. 관찰 결과
1.5. 고찰
2. 화학적 산소요구량
2.1. 개요
2.2. 사용물질 및 방법
2.3. 실험 방법
2.4. 결과
2.5. 토의
2.6. 결론
3. 아보가드로 수의 결정
3.1. 실험 목적
3.2. 실험 원리
3.3. 실험 절차
3.4. 관찰 결과
3.5. 고찰
4. 참고 문헌
본문내용
1. 아주대 화학실험
1.1. 실험 목적
본 실험은 화학 반응에서 나오는 에너지가 열 대신 빛으로 방출되는 화학발광 현상을 관찰하고 그 원리를 이해하는 것이다. Cyalume와 루미놀을 이용하여 화학 발광을 관찰하고 이를 통해 화학발광의 특성을 파악한다.
화학 반응에서 방출되는 에너지는 대부분 열의 형태로 나타나지만, 일부 반응에서는 빛의 형태로 에너지가 방출되는데 이를 화학발광이라 한다. 화학발광 반응에서는 전자가 들뜬 상태에서 바닥 상태로 전이될 때 에너지가 빛 형태로 방출된다. 본 실험을 통해 화학발광의 원리와 특성, 그리고 실제 화학발광 현상을 관찰함으로써 화학 반응의 에너지 변환 메커니즘을 이해할 수 있다. 또한 화학 발광 반응을 이용한 다양한 응용 분야, 예를 들어 혈흔 감식이나 암 진단 등에 대해서도 알아볼 수 있다.
1.2. 실험 원리
화학발광 원리
화학발광은 화학 반응의 결과로 물질이 흡수한 에너지를 빛으로 방출하는 현상이다. 전자적으로 들뜬 상태의 물질이 바닥상태로 다시 되돌아올 때 에너지가 빛 광자로 방출된다.
화학발광은 광발광, 전기 발광, 생물 발광 등 가시광선과 일부 적외선 영역에서 일어나는 모든 빛의 방출을 의미한다. 두 전자 상태 간의 복사 전이에 의해 발생한다.
형광은 단일항 들뜬 상태에서 바닥 상태로 전이되면서 빛이 방출되는 현상이다. 형광 빛은 조사광보다 비교적 파장이 길어 반사색 혹은 투과색과는 다른 색을 띤다. 형광은 인광에 비해 수명이 짧고, 조사광 제거 시 바로 발광을 멈추며, 온도가 낮아지면 오히려 밝기가 증가한다는 특징을 가진다.
인광은 삼중항이 들뜬 상태에서 바닥상태로 전이되면서 빛이 방출되는 현상이다. 형광보다 비교적 물질에 흡수된 에너지가 천천히 방출되며, 온도가 낮아지면 밝기가 감소한다.
Jablonski 다이어그램은 분자 분광법에서 전자 상태와 그 사이 전이를 나타내는 도식으로, 비복사 전이는 곡선 화살표로, 복사 전이는 직선 화살표로 표시하여 빛의 흡수 및 방출 메커니즘을 설명한다.
Cyalume는 야광복 속에서 반응성이 있는 고체 에스터의 산화물로, 과산화 수소를 만나 1,2-dioxetanedione가 되면서 에너지가 된다. 이때 생성된 형광체에 에너지가 전달되어 발광하는 방식이다.
루미놀은 화학 발광을 나타내는 물질로, 적당한 산화제와 반응하면 푸른 빛을 띠며 루미놀 자체가 형광체로 작용한다. []
1.3. 실험 절차
실험 전 고체인 팔미트산의 질량을 측정한 다음 헥세인에 녹여 용액을 만든다. 세제로 깨끗이 닦은 시계 접시를 링스탠드 위에 수평이 되도록 올려놓고, 시계 접시의 가장자리까지 증류수를 부어 물 표면의 지름을 자로 측정한다. 팔미트산 용액의 방울 수를 세면서 방울방울 시계 접시 위의 물 표면에 가한다. 단분자층이 방울을 가해도 퍼지지 않고 콘택트렌즈 모양으로 물 표면에 그대로 머물 때까지 계속한다. 렌즈 형태로 30초 이상 견디면 마지막 방울을 제외한 방울 수를 단분자층을 형성하는데 필요한 팔미트산 용액으로 한다. 실험을 되풀이 하되, 농도가 다른 팔미트산 용액으로 실험을 되풀이 한다. 팔미트산 단분자막이 형성될 때까지 사용된 팔미트산 용액의 부피를 구한다. 사용된 팔미트산의 농도와 부피로 팔미트산 질량 m을 계산한다. 팔미트산 분자의 단면적과 단분자막의 표면적으로부터 팔미트산으로부터 팔미트산의 분자 수 N을 구한다. 팔미트산 분자의 수 N, 분자량 M, 질량 m으로부터 아보가드로 상수 NA를 계산한다.
1.4. 관찰 결과
NaOH는 조해성이 크므로 공기에 노출되는 시간을 최소화해야 한다. 빛이 오래 지속되지 않기 때문에 정확한 색상을 관찰하기 위해서는 어두운 공간에서 흰 종이를 이용해야 한다. 과산화수소 용액은 농도가 높고 강한 독성이 있어 신체에 닿지 않도록 주의해야 한다. 과산화수소 용액을 시험관에 한 방울씩 넣으면 발광이 진행되는 것을 볼 수 있다. 과산화수소 용액은 프탈산 다이에틸과 잘 섞이지 않으므로 스포이트로 흡입-배출하여 섞어주면 더 잘 섞인다. 혼합물을 따뜻하게 하면 형광 밝기가 강해지고, 차갑게 하면 형광 밝기가 약해진다. Potassium ferricyanide를 삼각플라스크에 넣고 흔들면 용액 색깔이 무색에서 푸른색으로 변한다. 용액을 3M NaOH 용액에 넣으면 형광이 나타났다 금방 사라지지만, NaOH 고체(pellet)에 넣으면 3M NaOH보다 오래 형광이 유지된다. 3M HCL에 넣으면 형...
참고 자료
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