서울대 화학실험-원소분석(EA)과 어는점 내림

소개

2021학년도 1학기 수강, A+
여러 족보에서 좋은 내용만 뽑아 작성한 보고서입니다.

목차

I. Introduction
II. Data & Result
III. Discussion
IV. 과제
V. References

본문내용

I. Introduction
1. 실험 목표
화학 구조를 아는 것은 새로운 물질의 기능이나 성질을 파악하는 데에 큰 도움이 된다. 화학 구조를 알기 위해서는 그 물질이 어떤 원소로 구성되어 있는지, 또 원자들은 어떤 비율로 존재하는지 알아야 한다. 이때 분자식을 결정하기 위해서 물질을 구성하는 화합물의 분자량이 중요한 정보가 된다. 이번 실험에서는 원소 분석 실험을 통해 glucose와 sucrose의 실험식을 구하고, 어는점 내림 실험으로 화합물의 분자량을 구해보며 과거에 새로운 물질을 발견했을 때 어떤 식으로 그 물질에 대해 알아냈는지 체험해본다. 1)

2. 실험 배경
1) 연소분석
원소 분석은 sample에 산소나 염소 같이 다른 물질의 연소를 돕는 기체를 접촉시키면서 가연성 sample 속에 포함되어 있는 구성 원소의 종류와 비율을 알아내는 분석 과정이다. 유기 화합물의 원소 분석은 일반적으로 화합물에 많은 양의 산소를 가하면서 연소시켜 화합물을 구성하는 원소들을 생성물로부터 분석해 내는 과정이다. 원소 분석을 하면 물질이 어떤 원소로 구성되어 있는지 분석하기도 하고, 그 원소들이 어떤 비율로 존재하는지 분석하기도 한다. 2)
그 중에서도 이 실험에서 다룰 연소 분석은 가연성 기체가 어떤 비율로 존재하는지 분석하는 원소 분석법이다. 대부분의 유기 화합물의 원소 분석 또는 비금속 원소의 원소 분석은 연소 분석법을 사용한다. 3)
2) 어는점 내림
용액의 총괄성은 오로지 용질 입자의 수에 의해서만 결정되는 성질을 의미한다. 이때 용질의 성질이나 용매의 성질 또는 양은 전혀 관련이 없다. 총 4가지 성질, 증기압력 내림, 묽은 용액의 삼투압, 끓는점 오름, 녹는점 내림이 이에 해당된다 4)
이 중 이 실험에서 자세히 다룰 어는점 내림에 대해 설명하자면, 어는점 내림은 비휘발성 용질이 녹아 있는 용액의 어는점이 순수한 용매보다 낮다는 것이다. 이는 용액보다 용매의 액체 표면에 증발할 수 있는 용매 입자 수가 더 많아서 용액의 증기압이 용매의 증기압보다 낮기 때문이다. 용액의 농도가 높아질 때, 고체와 액체의 평형 온도를 낮추고, 어는점도 낮아지게 된다. 또한, 비휘발성 용질이 들어있는 용액의 어는점은 용액 속에 녹아 있는 용질 입자수에 비례해서 낮아진다. 따라서 분자량을 모르는 용질을 녹여 만든 용액의 어는점을 알 수 있다면 용질의 분자량을 측정할 수 있다. 어는점 내림과 관련된 식은 다음과 같다. 5)

참고자료

· 일반화학실험 (김희준, 자유아카데미, P33)
· https://terms.naver.com/entry.naver?cid=62802&docId=5662972&categoryId=62802
· https://terms.naver.com/entry.naver?cid=60227&docId=2301766&categoryId=60227
· https://terms.naver.com/entry.naver?cid=40942&docId=1275849&categoryId=32251