[일반화학실험]원소 분석과 어는점 내림

소개

원소분석을 통해 글루코스(포도당, 분자량 180.2)와 설탕(분자량 342.3)의 실험식을 구하고, 이어서 어는점 내림 실험으로 분자량을 구하여 보는 일반화학실험이다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 실험 결과
7. 토의 사항
8. 참고 자료
8. 참고 문헌

본문내용

(1) 실험 배경
예컨대 순수하게 정제된 포도당의 성분 원소를 조사해서 탄소, 수소, 산소만을 포함한다는 사실을 알게 되었다고 하자. 이 화합물의 분자 구조와 분자량을 알려면 우선 탄소, 수소, 산소가 어떤 비율로 들어있는지를 알아야 한다.
탄소와 수소는 모든 유기화합물에 들어있기 때문에 이들의 정확한 함량을 측정하는 것은 아주 중요한 문제였다. 1831년에 독일의 리비히(Liebig)는 어떤 화합물을 태웠을 때 생기는 이산화탄소의 질량으로부터 탄소의 양을 결정하고, 물로부터 수소의 양을 결정하는 방법을 완성했는데 이 방법은 그 이후 수많은 유기화합물의 원소 성분을 조사하는데 사용되었다.
물론 시료에 들어있는 탄소를 모두 이산화탄소로 연소시키고 생긴 이산화탄소는 모두 수산화포타슘(KOH) 같은 이산화탄소를 흡수하는 알칼리 용액에 수집해서 무게 변화를 재야만 한다. 수소에서 생긴 물도 마찬가지로 오산화인()과 같은 물을 완전히 흡수하는 물질에 통과시켜 무게의 증가를 측정한다. 탄소, 수소 모두 산소와 잘 반응하는 성질을 이용하는 것이다. 산소는 다른 원소를 다 분석하고 나서 전체로부터의 차이로 결정한다.
원소분석을 통하여 실험식을 결정했다고 하더라도 분자량을 모르면 맞는 화학식과 분자 구조를 얻을 수 없다. 다행히 질량분석이 발전하기 전 19세기 후반에 어는점내림 같은 용액의 성질로부터 분자량의 대략적인 값을 구할 수 있었다.

<중 략>

지금은 무기물로부터 유기물이 만들어지는 것이 당연시 되지만, 19세기 전반에 가장 위대한 화학자 중 하나인 베르셀리우스는 유기물과 무기물은 엄격히 구분되어야 한다고 믿었다. 당시 널리 받아들여졌던 생기론(生氣論, vitalism)에 따라 유기물은 생체, 생명력과 관련된 특별한 물질로 생각되었던 것이다. 그러한 시기에 리비히는 이산화탄소, 질소화합물, 미네랄 같은 무기물과 식물의 성장을 연관지어 농화학, 생리화학, 생화학, 유기화학의 기초를 놓았으며, 언젠가는 당, 아스피린, 몰핀 등 천연물을 합성할 수 있을 것이라고 확신했다. 1828년에 리비히의 절친한 친구였던 뵐러는 생체에서만 만들어진다고 생각되었던 요소(尿素, urea)를 무기물인 시안산암모늄(ammonium cyanate)을 가열하여 실험실에서 합성함으로써 유기물과 무기물의 관련성을 보여주었다.

참고자료

· 분석화학 제5판, Daniel C. Harris, 자유아카데미, 기체크로마토그래피, p.758, 775,776
· Raymond Chang Chemistry Eighth Edition, 일반화학, 자유아카데미, 과냉각현상
· Oxtoby Principles of Modern Chemistry 5th Edition 제 5판, Thomson Learning Co.
· 어는점 내림, 원소분석기
· Principles of Modern Chemistry, 6th Ed., Oxtoby 외
· Ch 2. Chemical Formulas, Chemical Equations, and Reaction Yields
· 생명의 화학, 삶의 화학, 김희준 외
· 1장. 서론3장. 원자론, 분자론7장. 물질의 상태와 성질, 9장. 평형반응