소개글
"천연지시약 만들기 보고서"에 대한 내용입니다.
목차
1. 화학실험보고서
1.1. 천연지시약 제조와 메틸오렌지 합성
1.2. 양배추 pH 지시약 실험
1.3. 물질의 pH 측정과 자연 지시약의 제조
2. 시약의 물리화학적 성질과 안전 관련 사항
2.1. anthocyanins
2.2. acetic acid(CH3COOH)
2.3. ammonia(NH3)
3. pH 용액 제조 방법
3.1. pH 1에서 pH 3과 pH 5 용액 제조
3.2. pH 13에서 pH 11과 pH 9 용액 제조
4. 참고 문헌
본문내용
1. 화학실험보고서
1.1. 천연지시약 제조와 메틸오렌지 합성
천연지시약 제조와 메틸오렌지 합성 실험은 화학실험 과정에서 다양한 개념과 기술을 탐구할 수 있는 유익한 실험이다. 이 실험에서는 천연에서 추출한 지시약을 이용하여 pH에 따른 색 변화를 관찰하고, 유기 합성 반응을 통해 합성 염료인 메틸오렌지를 제조한다.
먼저, 천연지시약 제조 실험에서는 붉은 양배추에서 안토시아닌 색소를 추출한다. 안토시아닌은 식물체 내에 존재하는 수용성 색소로, pH에 따라 다양한 색상을 나타내는 특징이 있다. 붉은 양배추를 마쇄하고 열수추출하여 얻은 용액은 산성에서 붉은색, 중성에서 보라색, 염기성에서 녹색 내지 노란색으로 변화한다. 이러한 pH 의존적 색 변화를 이용하여 이 용액을 천연 산-염기 지시약으로 활용할 수 있다.
다음으로, 메틸오렌지 합성 실험에서는 술폰산기와 아조기를 가진 유기 합성 염료인 메틸오렌지를 제조한다. 이 반응은 디아조늄 염과 방향족 아민의 커플링 반응을 통해 이루어진다. 먼저 설폰산기를 가진 sulfanilic acid와 아질산나트륨을 반응시켜 디아조늄 염을 생성한다. 이어서 N,N-dimethylaniline과의 커플링 반응을 통해 붉은색의 메틸오렌지 염료가 합성된다. 이렇게 제조된 메틸오렌지는 산성 용액에서 붉은색, 염기성 용액에서 노란색으로 변화하는 특성을 보인다.
이러한 천연지시약과 합성 염료의 산-염기 지시약 특성은 여러 가지 화학 현상을 이해하고 관찰하는 데 유용하게 활용될 수 있다. 예를 들어 식용 색소, 약품, 세제, 음료 등 생활 주변의 다양한 물질의 pH를 확인하거나, 산-염기 적정 실험에서 등가점을 파악하는 데 도움이 된다. 또한 이러한 실험을 통해 화학 반응의 메커니즘, 유기 합성의 원리, 산-염기 평형 등 화학의 핵심 개념을 이해할 수 있다.
이처럼 천연지시약 제조와 메틸오렌지 합성 실험은 화학 기초 실험의 일환으로 다양한 화학 현상을 관찰하고 이해할 수 있는 유익한 학습 기회를 제공한다. 이를 통해 학생들은 화학 실험의 기본 기술과 지식을 습득하고, 나아가 실험 결과를 토대로 화학 이론을 적용하고 분석하는 능력을 기를 수 있다.
1.2. 양배추 pH 지시약 실험
붉은 양배추에는 anthocyanin이라는 색소가 포함되어 있어, 용액의 pH에 따라 다양한 색으로 변화할 수 있다. 이번 실험에서는 이러한 붉은 양배추 추출액을 이용하여 천연 pH 지시약을 제조하고, 다양한 화학물질의 pH를 측정해보고자 한다.
먼저 붉은 양배추를 잘게 잘라 250mL 비커에 넣고 증류수를 50mL 정도 부어 10분간 끓인다. 이후 추출액을 다른 비커로 옮기고 나머지...
참고 자료
주상우, 백경수 외 6인/일반화학실험 제 2판/자유아카데미
숭실대학교 화학과, [2020-1 화학1및실험] 10주차-보강 천연지시약 제조와 메틸오렌지 합성, (2020.05.04.), (2020.06.07.),
https://www.youtube.com/watch?v=HTvctddlaz4&list=LLDH4-LxHCMjhAVsGR5WEIIA&index=11&t=0s
“식초에 포함된 아세트산 정량분석 관련 질문”, ‘좋은 습관’, (2019.04.04.), (2020.06.07.),
https://ywpop.tistory.com/10993
“메틸 오렌지의 합성-synthesis of methyl orange”, ‘라플의 과학실험블로그’, (2014.03.15.), (2020.06.07.),
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jaehan46&logNo=20206963123
“커플링(coupling)”, ‘과학문화포털 사이언스올’, (2010.08.24.), (2020.06.07.),
https://www.scienceall.com/%EC%BB%A4%ED%94%8C%EB%A7%81coupling/
http://officeahn.co.kr/m/product.html?branduid=111706- NH4OH 사진
https://ywpop.tistory.com/m/5212 - 25~28% 암모니아수
http://www.daemyungchem.co.kr/shop/data/upload/20180904152824_8840.pdf - 암모니아수 29%일 때 pH값
http://m.ecomedia.co.kr/news/newsview.php?ncode=1065579213503310 - ph미터 사용 시 오차 요인(산, 알칼리 오차)
https://ywpop.tistory.com/m/6554 - 진한 암모니아수 pH 계산법
https://ywpop.tistory.com/12474 - NaOH의 ph값
https://mylespower.co.uk/2012/04/06/homemade-ph-indicator/ -
양배추 지시약 사진 참조
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