본문내용
1. 실험소개
1.1. 분석화학 실험의 필요성과 목표
분석화학 실험의 필요성과 목표는 다음과 같다.
분석화학 실험은 화학 물질이나 화학 반응을 정성적 또는 정량적으로 분석하여 화학 현상을 이해하고 응용하는 데 필수적이다. 이를 통해 물질의 구성 성분과 물리화학적 성질, 화학반응의 진행 과정 등을 파악할 수 있다. 분석화학 실험은 학문적 연구뿐만 아니라 산업계, 의학계, 환경 분야 등에서도 다양하게 활용된다. 예를 들어 신약개발, 식품 및 의약품 성분 분석, 환경오염 물질 검출 등의 분야에서 활용된다.
분석화학 실험의 주요 목표는 다음과 같다. 첫째, 다양한 분석 기구와 기술을 익혀 실험을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다. 둘째, 실험 데이터를 체계적으로 수집하고 처리하여 유의미한 결과를 도출하는 것이다. 셋째, 실험 결과의 정확성과 정밀성을 높이기 위해 오차 분석 및 통계 처리 방법을 습득하는 것이다. 넷째, 분석 결과를 해석하고 화학 현상을 이해하는 능력을 기르는 것이다.
이와 같이 분석화학 실험은 화학 지식의 심화와 응용을 위한 필수적인 과정이라고 할 수 있다.
1.2. 기본 분석 기구의 사용법 학습
기본 분석 기구의 사용법 학습이다.
실험실에서 분석화학 실험을 하기 위해서는 기본적인 분석 기구의 사용법을 익히는 것이 필수적이다. 대표적인 분석 기구로는 분석용 저울, 피펫, 뷰렛 등이 있다.
분석용 저울은 고체 시료의 질량을 정확하게 측정하는 데 사용된다. 분석용 저울은 최대 용량이 1g에서 수kg 정도이며, 정밀도가 최대 용량에서 적어도 10^5분의 1정도인 무게 재는 기기이다. 최신 분석용 저울의 정확도와 정밀도는 최대용량에서 10^6분의 1 이상이다. 분석용 저울을 사용할 때는 시료를 가능한 한 접시의 중앙에 올려놓고, 저울이 부식되는 것을 막기 위해 반응성이 없는 재질의 물체를 사용해야 한다. 또한 가열된 물체는 실온으로 충분히 냉각시켜야 하며, 건조된 시료가 수분을 흡수하는 것을 막기 위해 집게나 골무를 사용해야 한다.
피펫은 정확히 알고 있는 부피를 한 용기로부터 다른 용기로 옮기는 데 사용된다. 부피 피펫과 눈금 피펫이 대표적이며, 0.5-200mL의 부피를 취할 수 있다. 피펫을 사용할 때는 피펫의 형태에 따라 사용법이 다르며, 잔여 액체를 불어내거나 피펫 끝을 용기 벽면에 대는 등의 기술이 필요하다. 또한 피펫의 정확도와 정밀도를 높이기 위해 피펫을 보정하는 과정이 중요하다.
뷰렛은 최대 용량까지 분석자가 원하는 어떤 부피든 공급할 수 있는 눈금 피펫과 유사한 기구이다. 뷰렛은 적정 시약을 담는데 사용되는 눈금있는 관과 적정 시약의 흐름을 조절하는 밸브 장치로 이루어져 있다. 뷰렛을 사용할 때는 기포가 없도록 주의해야 하며, 액체의 색깔에 따라 메니스커스의 위치를 다르게 읽어야 한다. 또한 뷰렛을 사용한 후에는 철저히 세척해야 한다.
이와 같이 분석화학 실험에 필수적인 기본 분석 기구들의 원리와 사용법을 숙지하고 정확하게 다루는 것이 중요하다.
2. 분석용 저울의 사용법
2.1. 분석용 저울의 원리와 종류
분석용 저울의 원리와 종류는 다음과 같다.
대부분의 분석에서는 분석용 저울(analytical balance)을 사용하여 매우 정확한 질량을 달아야 한다. 분석용 저울은 최대 용량이 1g에서 수kg 정도이고, 정밀도가 최대 용량에서 적어도 10분의 1정도인 무게 재는 기기이다. 최신 분석용 저울의 정확도와 정밀도는 최대용량에서 100만분의 1 이상이다. 가장 일반적으로 사용되는 분석용 저울은 최대 용량이 160-200g 범위이며 표준 편차가 ±0.1mg인 보통량 저울(macrobalance)이다. 반미량분석용 저울(semimicroanalytical balance)은 10-30g의 최대 용량과 ±0.01mg의 정밀도를 가지며, 전형적인 미량분석용 저울(microanalytical balance)은 1-3g의 용량과 ±0.001mg의 정밀도를 갖고 있다.
분석용 저울은 전자식 저울로 발전해왔다. 예전에는 중심에 위치한 받침날 위에 받쳐진 가벼운 저울대의 양 끝에 두 개의 접시가 달려 있었던 양팔 저울(equal arm balance)을 사용했지만, 1946년에 등장한 홑접시 분석용 저울(single-pan analytical balance)이 속도와 편리함에서 크게 향상되었다. 현재는 전자식 분석용 저울(electronic analytical balance)이 널리 사용되고 있으며, 저울대와 받침날이 없는 구조를 가지고 있다.
2.2. 분석용 저울 사용시 주의사항
분석용 저울 사용시 주의사항은 다음과 같다.
첫째, 물체를 가능한 한 접시의 중앙에 올려놓는다. 저울 접시의 중앙에 물체를 올려놓아야 측정의 정확성이 높아진다. 물체가 중앙에 위치하지 않으면 오차가 발생할 수 있다.
둘째, 저울이 부식되는 ...
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