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미리보기
목차
1. 실험 목표
2. 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법본문내용
실험목표
WO₃의 Oh구조 사이에 H2를 삽입시켜 HxWO3 를 합성한 후, WO₃와 합성한 HxWO3의 색과 전기전도도의 차이를 살펴본다.
이론
(1)삼산화 텅스텐(WO₃)의 구조
모서리가 맞닿아 이루어진 팔면체이다. WO3의 구조는 O의 이중결합으로 연결된 삼각평면 구조로 예상하기 쉬우나 실제로 이상적인 구조는 WO6의 팔면체이며 각각의 모퉁이들이 서로 맞닿아 이루어진 구조이다. WO3 구조중 중앙에 빈 공간에 한 원자가 삽입되면, 그 구조를 tunsten bronze 라고 부르며 bronze와 유사한 성질인 광택과 색을 가진다. 이 화합물은 MxWO3의 구조식을 가지고 있으며 M은 주로 Na 또는 K으로 사용된다. x의 범위는 0 < x < 1 로서 화합물의 색깔을 결정한다. 즉 Na0.9WO3는 노란색, 그러나 Na0.3WO3는 남색을 나타내게 된다. 이 고체의 강렬한 색들은 페인트의 염료로서 이용된다. M으로 사용되는 금속들은 알칼리 금속, (Ca, Sr, Ba, Al, In, Ti, Sn, Pb, Cu, Ag, Cd,) 또는 (희토류금속, H+ 또는 NH4+) 도 가능하다.
WO3 구조의 중앙의 hole에 삽입된 수소 원자는 WO3 의 conduction band로 전자를 제공하며 이 전자는 색변화와 전도도 변화의 원인이 된다. 이 전자는 자유전자로 활동하며 전기전도도와 색을 만드는 등 시료를 금속과 같이 행동하게 만든다.이 착색 반응의 용도는 선글라스와 차량의 후사경을 위한 전기변색소자에 이용되고, 큰 빌딩의 유리벽의 빛의 투과조절 등이 있다.
(2) Tungsten bronze
일반식 MxWO3로 표시되는 화합물의 총칭이다. WO3 구조 중앙의 빈 공간에 한 원자가 삽입된 구조로 M은 주로 Li, Na, K ; (0<x<1)이다. 겉보기에 금속상의 광택이 있고 또한 도전성을 보이는 특이한 성질참고자료
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Easy Ai 요약
이 문서는 무기화학실험의 예비보고서로, WO₃의 구조와 tungsten bronze 특성, 삽입 반응(intercalation)의 원리 등 관련 이론을 자세히 설명하고 있다. 실험 목적은 WO₃에 H₂를 삽입하여 HxWO₃를 합성하고, WO₃와 HxWO₃의 색상 및 전기전도도 차이를 관찰하는 것이다. 실험 과정은 WO₃에 HCl과 Zn을 반응시켜 HxWO₃를 합성하고, 모세관을 이용해 WO₃와 HxWO₃의 전기저항을 측정하는 내용으로 구성되어 있다. 실험 결과 예상으로는 WO₃는 저항이 크고 전기가 거의 흐르지 않지만, HxWO₃는 저항이 줄어들어 전기전도도가 증가할 것으로 보인다. 또한 공기 중 산소 노출에 의해 HxWO₃가 다시 WO₃로 산화되면서 전도도가 떨어질 것으로 예상된다. 이번 실험을 통해 WO₃의 구조 변화와 전기적 특성 변화를 이해할 수 있으며, 전기변색 소재 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. -
자료후기
Ai 리뷰이 실험은 WO₃의 구조에 수소를 삽입하여 HxWO₃를 합성하고, WO₃와 HxWO₃의 특성 차이를 관찰하는 것으로, 전기변색 소재 개발에 응용될 수 있는 기초 실험이다. -
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