전공 <무기화학실험>

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실험 1.
황산철은 무엇일까?
폐산 처리시 철 중화법으로 형성되는 부산물
직물의 염료나 매염재로 사용, 잉크의 염료로도 사용
공기중의 수분을 쉽게 흡수하며 공기 중에서 7수화물 까지 증가하게 됩니다.
수용액은 녹색이며, 공기 중에 방치하게 될 경우 산화되어 산화철(3)가 가 된다.

철 중화법 사용
매염제- 금속이온을 표면에 잘 달라붙게 해줌, 섬유 염색이 더 잘된다. 3가철이 더 안정 서서히 산화
반응식: Fe+H2SO4+7H20=FeSO4●7H20+H2

황산에 철을 넣고 50~60도에서 잘 섞는다. (잘 녹지 않음.)
기포가 발생하면서 용액 색깔이 점점 노란색으로 바뀜.
수소기체가 발생하지 않으면 감압플라스크로 거른다. 용액으로 충분히 거름종이를 밀착시킨 후
걸러진 용액을 에탄올과 섞으면 흰색 침전물이 생긴다. 침전이 발생한 용액을 다시 한 번 감압플라스크를 이용해 걸러준다.
걸러진 침전물을 오븐을 사용하여 잘 말려준다. 2~3시간을 말린 후 무게를 측정해준다.
파우더의 무게를 재고 수득률을 구한다.

결과
철의 몰수: 2.00g + 55.845g/mol = 0.0358 mol
황산의 몰수: 0.1M * 0.1L = 0.01 mol
황산이 한계반응물
FeSO4●7H20 분자량: 278.02 g/mol
이론적 수득량: 0.01mol * 278.02 g/mol = 2.78g
수득량: 1.9635 g
수득률: 1.9635 g / 2.78g * 100%= 70.63%

XRD로 관찰해 본 결과 다른 물질이 나왔다 그 이유는, 황산철은 주위에 있는 결정 수로 인해서 서로 다른 양의 물을 포함할 수 있는데 물의 갯수에 따라서 결정의 배열이 달라지게 되고 이러한 다른 배열 때문에 XRD결과 값이 다르게 나온다.
왼쪽 그래프가 더 많이 결과로 나온 값이 더 적은 결정 수를 포함하고 있다.
그래서 녹색이 아닌 황백색을 얻은 것이다.
높은 온도에서 질량이 유지되는 것을 확인할 수 있다 이것은 모든 반응을 진행하고 가장 안정한 형태 즉 철산화물 상태로 분해된 후에 더 이상 반응이 진행되지 않기 때문에 질량을 유지하고 있는 것.

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