재결정과 혼합물의 분리 _ 숭실대학교 일반화학실험

본 내용은 " [결과보고서] 재결정과 혼합물의 분리 _ 숭실대학교 일반화학실험 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.09.02

문서 내 토픽

• 1. 재결정

  재결정은 온도에 따라 용해도가 다른 점을 이용하는 방법이다. 대부분 용매에 화합물이 녹는 용해 과정은 흡열 과정이기에 온도가 증가할수록 용해도가 증가하지만 반대 경향을 보이는 경우도 있다. 재결정에서는 불순물의 용해도가 크고 원하는 물질에 대한 용해도가 비교적 작은 용매를 선택하고, 온도에 따른 용해도 차이가 큰 용매를 사용한다. 또한 용액을 식히는 속도를 낮추어 크기가 충분히 큰 결정을 서서히 만들어야 한다.

• 2. 아세트아닐라이드와 벤조산 혼합물의 분리 및 재결정

  아세트아닐라이드와 벤조산은 물에 비슷하게 녹지만, 벤조산은 염기성 용액에서 해리되기 때문에 NaOH를 첨가하면 벤조산의 용해도가 커진다. 염기성 용액에서 아세트아닐라이드를 침전으로 분리한 다음 HCl을 첨가하여 다시 산성으로 변화시키면 벤조산의 침전을 얻을 수 있다.

• 3. 결정 생성 속도

  삼각 플라스크를 들어올린 순간 갑자기 결정이 빠르게 생성되었는데, 이는 이온성 고분자를 포함한 용액의 경우 충격을 주어 용액이 흔들릴 때 더 빠른 속도로 결정이 생성되기 때문이다.

• 4. 수득률 저조 원인

  아세트아닐라이드의 수득률이 낮은 이유는 거름 종이가 뷰흐너 깔때기의 바닥 부분을 완벽하게 감싸지 못했기 때문에 여과된 아세트 아닐라이드가 모두 들어올려지지 않았기 때문이다. 벤조산의 경우 결정이 반응시간을 짧게 하고 결정이 모두 생성되기 전에 거름종이에 여과한 것이 낮은 수득률의 주된 원인이다.

• 5. NaOH와 HCl 첨가 이유

  아세트아닐라이드와 벤조산의 용해도가 비슷하기 때문에 NaOH를 첨가하여 벤조산나트륨을 만들어 물에 잘 녹게 하고, 아세트아닐라이드를 침전시켰다. 또한 벤조산은 pH에 따라 용해도가 달라지므로 HCl을 넣어 산성 용액으로 만들어 순수한 벤조산을 석출하였다.

• 6. 결정 생성 시 천천히 식히는 이유

  결정의 크기가 작으면 거름종이의 틈보다 작아 손실이 생겨 수득률이 적어지므로, 결정을 천천히 식혀 크기가 충분히 큰 결정을 만들어야 한다.

• 7. 과량의 NaOH와 HCl 사용 이유

  벤조산나트륨은 가수분해하여 벤조산으로 되돌아가려는 성질이 있어, 용액을 확실하게 염기성으로 만들기 위해 과량의 NaOH를 사용하였다. 마찬가지로 HCl 용액도 모든 벤조산나트륨이 중화반응이 진행되어 벤조산을 확실하게 석출하기 위해 과량을 사용하였다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 재결정

  재결정은 화합물을 정제하는 중요한 기술입니다. 불순물을 제거하고 순도를 높이기 위해 재결정을 수행합니다. 재결정 과정에서는 용매 선택, 온도 조절, 결정화 속도 조절 등 다양한 요소를 고려해야 합니다. 이를 통해 순수한 결정을 얻을 수 있습니다. 재결정은 화학 실험실에서 널리 사용되는 기술로, 화합물의 순도 향상에 매우 중요한 역할을 합니다.

• 2. 아세트아닐라이드와 벤조산 혼합물의 분리 및 재결정

  아세트아닐라이드와 벤조산의 혼합물을 분리하고 재결정하는 것은 화학 실험에서 자주 수행되는 작업입니다. 이 두 화합물은 용해도와 녹는점이 다르기 때문에 선택적인 용매 추출이나 재결정을 통해 분리할 수 있습니다. 분리된 각 화합물은 다시 재결정 과정을 거쳐 순도를 높일 수 있습니다. 이러한 분리 및 정제 기술은 화학 실험에서 매우 중요하며, 화합물의 순도와 특성을 확인하는 데 필수적입니다.

• 3. 결정 생성 속도

  결정 생성 속도는 재결정 과정에서 매우 중요한 요소입니다. 결정 생성 속도가 너무 빠르면 불순물이 결정 내부에 포함될 수 있고, 너무 느리면 결정 수율이 낮아질 수 있습니다. 따라서 결정 생성 속도를 적절하게 조절하는 것이 중요합니다. 이를 위해 용매의 농도, 온도, 교반 속도 등 다양한 요인을 고려해야 합니다. 최적의 결정 생성 속도를 찾는 것은 재결정 과정에서 순수한 결정을 얻는 데 필수적입니다.

• 4. 수득률 저조 원인

  재결정 과정에서 수득률이 저조한 경우, 그 원인을 파악하는 것이 중요합니다. 용매 선택의 부적절, 온도 조절 실패, 결정화 속도 조절 실패 등 다양한 요인이 수득률 저하의 원인이 될 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 실험 조건을 면밀히 검토하고 개선해야 합니다. 또한 실험 과정에서 발생할 수 있는 손실을 최소화하는 것도 중요합니다. 수득률 향상을 위해서는 재결정 과정에 대한 깊이 있는 이해와 실험 기술의 숙련이 필요합니다.

• 5. NaOH와 HCl 첨가 이유

  재결정 과정에서 NaOH와 HCl을 첨가하는 이유는 주로 pH 조절을 위해서입니다. 일부 화합물은 특정 pH 범위에서 더 잘 용해되거나 결정화됩니다. NaOH와 HCl을 사용하여 용액의 pH를 적절하게 조절함으로써 화합물의 용해도와 결정화 특성을 최적화할 수 있습니다. 이를 통해 순수한 결정을 얻을 수 있습니다. 또한 pH 조절은 불순물 제거에도 도움이 될 수 있습니다. 따라서 재결정 과정에서 NaOH와 HCl의 적절한 사용은 매우 중요합니다.

• 6. 결정 생성 시 천천히 식히는 이유

  재결정 과정에서 결정을 천천히 식히는 이유는 결정 생성 속도를 조절하기 위해서입니다. 빠르게 식히면 결정 생성 속도가 너무 빨라져 불순물이 결정 내부에 포함될 수 있습니다. 반면 천천히 식히면 결정 생성 속도가 느려져 순수한 결정을 얻을 수 있습니다. 또한 천천히 식히면 결정 크기와 모양이 균일해지는 장점이 있습니다. 이를 통해 순도 높은 결정을 얻을 수 있습니다. 따라서 재결정 과정에서 결정을 천천히 식히는 것은 매우 중요한 기술입니다.

• 7. 과량의 NaOH와 HCl 사용 이유

  재결정 과정에서 과량의 NaOH와 HCl을 사용하는 이유는 pH 조절을 위해서입니다. 일부 화합물은 특정 pH 범위에서 더 잘 용해되거나 결정화됩니다. 과량의 NaOH와 HCl을 사용하면 용액의 pH를 보다 정확하게 조절할 수 있습니다. 이를 통해 화합물의 용해도와 결정화 특성을 최적화할 수 있습니다. 또한 과량의 NaOH와 HCl은 불순물 제거에도 도움이 될 수 있습니다. 하지만 과량 사용 시 폐기물 처리 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 적절한 양의 NaOH와 HCl을 사용하는 것이 중요합니다.