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1. 얇은 막 크로마토그래피(Thin-layer chromatography, TLC)
1.1. 실험 목적 및 원리
얇은 막 크로마토그래피는 혼합물의 분리와 분석에 관한 것이며, 이 분리 방법은 혼합물을 분리하고 순수한 상태로 얻을 수 있는 가장 쉽고 빠른 방법이다. 얇은 막 크로마토그래피는 고정상으로 실리카겔을 유리판 위에 얇게 코팅하여 만든 TLC판을 사용하며, 이동상으로는 극성이 다른 두 용매를 혼합하여 사용한다.
혼합물을 TLC판에 점으로 찍으면 각 성분들은 고정상과 이동상 사이의 분배 평형에 의해 서로 다른 속도로 이동하게 된다. 이는 각 성분들이 고정상과 이동상에 대해 서로 다른 분배계수를 가지기 때문이다. 분배계수가 큰 성분은 고정상에 강하게 흡착되어 이동 속도가 느리고, 분배계수가 작은 성분은 이동상과의 친화력이 커서 이동 속도가 빠르다. 이러한 차이로 인해 혼합물의 성분들이 TLC판 상에서 분리되어 나타난다.
이번 실험에서는 이러한 얇은 막 크로마토그래피의 원리를 이용하여 혼합물에 포함된 성분들을 분리하고 확인하는 것이 목적이다. 이를 통해 크로마토그래피 기술을 익히고 물질의 분리 및 분석 능력을 향상시킬 수 있을 것이다.
1.2. 실험 기구 및 시약
실험에 사용된 기구로는 박막 크로마토그래피 판, 작은 병(vial), 모세관, UV램프가 있다"" 박막 크로마토그래피 판은 극성이 높은 실리카겔로 코팅되어 있어 흡착제로 사용되며, 모세관을 이용하여 시료를 TLC 판에 점찍는데 사용한다"" 또한 전개액 속에 담그어 TLC 판을 전개시키는데 사용한다""
실험에 사용된 시약으로는 나프탈렌, 벤조산(Benzoic acid), hexane, ethyl acetate, methanol이 있다"" 나프탈렌과 벤조산은 혼합물을 분리하는 대상 물질이며, hexane, ethyl acetate, methanol은 전개액으로 사용된다"" UV램프는 전개 후 TLC 판을 관찰하는데 사용된다""
1.3. 실험 절차
실험 절차는 다음과 같다. 첫째, 3개의 비커에 각각 벤조산과 나프탈렌을 0.1g씩 넣는다. 나머지 한 개의 비커에는 벤조산 1g과 나프탈렌 1g을 섞어서 넣는다. 이때 각 비커의 무게를 측정한다. 둘째, 각 비커에 메틸렌클로라이드 용액을 3~5방울 넣어 잘 섞이도록 한다. 셋째, 유리 모세관을 각 비커에 넣는다. 넷째, 실리카겔로 코팅된 TLC판에 일정 간격으로 3점을 표시한다. 다섯째, 모세관을 이용해 준비한 시료를 TLC판 하단 1cm 지점에 점을 찍는다. 여섯째, 준비한 시료가 들어있는 TLC판을 핀셋으로 전개액이 담긴 병에 넣는다. 이때 TLC판이 병의 벽면에 닿지 않도록 한다. 일곱째, 전개액이 TLC판 상단에서 1cm 정도 올라가면 TLC판을 꺼내서 말린다. 여덟째, UV램프로 TLC판을 비추어 점의 위치를 확인하고 표시한다. 아홉째, Rf 값을 계산한다.
1.4. 실험 결과 분석
얇은막 크로마토그래피 실험 결과 분석은 다음과 같다.
전개액에 따른 시료의 Rf값을 비교해보면, 헥산 용매에서는 나프탈렌이 0.71의 Rf값을 보인 반면 벤조산은 용출되지 않아 Rf값이 나타나지 않았다. 이는 나프탈렌이 비극성 물질이라 헥산과의 친화력이 크기 때문에 상대적으로 더 빨리 전개된 것으로 볼 수 있다. 반면 극성이 큰 벤조산은 고정상인 실리카겔과의 인력이 커서 전개되지 않은 것이다.
에틸아세테이트 용매에서는 나프탈렌의 Rf값이 0.98, 벤조산의 Rf값이 0.87로 나타났다. 이는 에틸아세테이트가 나프탈렌보다는 벤조산과 더 친화력이 커서 벤조산이 더 빨리 전개된 것으로 볼 수 있다.
메탄올 용매에서는 나프탈렌이 0.8, 벤조산이 0.72의 Rf값을 보여 에틸아세테이트와 유사한 경향을 ...
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