[일반화학실험]Making of Solid Fuel - 고형연료만들기

소개

아세트산칼슘용액이 겔화되어 고형연료가 만들어지는 과정을 알아보는 일반화학실험입니다. 또한, 고형연료를 이용하여 불꽃반응 관찰을 하여본다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
(1) 겔(gel)
(2) 겔화(gelation)
(3) 겔화점(gel point)
(4) 불꽃반응(flame reaction)
(5) 고체연료
(6) 액체연료
(7) 기체연료
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 실험 결과
7. 토의 사항

본문내용

고형연료의 재료인 아세트산칼슘()을 물에 녹인 뒤 에틸알코올()과 섞으면 빠르게 불투명한 겔이 생성된다. 이 실험에서 겔(Gel)은 고체 아세트산칼슘에 분산되어있는 액체 알코올을 구조로 하는 콜로이드 상태(colloidal system)이다. 겔(Gel)은 자세히 설명하자면 졸(sol, 콜로이드 용액)이 젤리상으로 고화한 것을 말한다. 졸이 겔로 변화하는 현상을 겔화라고 한다. 겔의 예로서는 굳은 우무나 젤라틴, 두부, 고약, 실리카겔 등이 있지만, 생물체나 토양의 어떤 부분도 겔로 생각된다. 졸속에 분산하고 있는 콜로이드 입자사이에는 인력이 작용하고 있어 많은 졸은 구조적인 점성을 나타내지만 농도가 큰 것에 적당한 자극이 가해지면 입자가 서로 연결되어 3차원의 망상 또는 벌집과 같은 구조를 취하게 되어 분산계는 고체상의 겔로 바뀐다. 반대로 겔의 구조가 파괴되어 졸로 되는 딕소트로피와 같은 현상도 있다. 졸과 겔의 경계는 반드시 명백한 것은 결코 아니다. 겔의 분산계는 고체상의 골조 틈 사이에 함유되어 있지만 이것이 밖에 나와 겔과 분산하는 현상을 시네레시스라 한다. 겔에서 수분을 무리하게 제거하면 후에 고체상의 골조가 남는다. 이것을 크세로겔(xerogel)이라 하고 다공질이기 때문에 기체의 흡착이나 건조에 흔히 이용된다. 이에 대해 고체상의 골조 사이에 물을 함유하는 것을 히드로겔(hydrogel), 물 이외의 액체를 함유하는 것을 리오겔(lyogel)이라 부른다. 또 탄성을 나타내는 겔을 탄성겔이라고 부른다. 이 반응에서 아세트산칼슘과 에틸알코올 분자를 잡는 그물망을 형성한다. 그리고 이 겔에 불을 붙이면 거의 색깔이 없지만, 열이 강한 불꽃이 살아난다. 또한 연료는 상태에 따라 고체, 액체, 기체연료로 3가지로 나뉘어 진다.

참고자료

· " Chemistry Principles and Reactions 6th Ed. by Masterton
· General Chemistry 7th Ed. by Whitten Davis Peck