물리화학 실험 계면활성제와 에멀젼

소개

물리화학 실험 계면활성제와 에멀젼 A+ 레포트 입니다.

목차

1. 실험 목표
2. 이론 및 배경
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목표
- 계면활성제의 콜로이드 형성과 서로 섞이지 않는 두 개의 액체를 균일하게 혼합시키는
에멀젼 형성의 원리를 이해한다.

2. 이론 및 배경
- 계면활성제(surfactant)
친수성의 머리 부분과 소수성의 꼬리 부분을 함께 가지고 있는 양쪽성 분자로 친수성기와 소수성기로 나뉜다. 친수성 부분은 설페이트(-SO4-), 설포네이트(-SO3-), 카복실기(-COO-)와 같은 음이온 원자단, 암모늄 이온(-R1R2R3N+)과 같은 양이온 원자단, 또는 하이드록시기(-OH)와 같은 중성 원자단이다. 비극성인 소수성 꼬리 부분은 주로 긴 알킬 사슬인 경우가 많다. 계면활성제를 물에 넣으면 일부는 물-공기 계면에 흡착되며 물의 표면 장력을 감소시키고 나머지의 대부분은 물에 용해된다. 계면에 흡착되어 물의 표면장력을 감소시키는 특성 때문에 이런 분자를 “계면활성제”라고 한다.

- 친수성(hydrophilic)
극성이나 이온성을 가진 물질로 물과의 친화력이 강하고 물에 잘 녹는 성질을 가지며 단백질과 같은 고분자 화합물은 친수성을 가진다. 친수성의 예로는 알코올, 아세톤, 메탄올 등이 있다.

- 소수성(hydrophobic)
극성을 띄지 않으며 물과의 친화력이 약하고 쉽게 결합하지 못 하는 성질을 가지며 주로 기름과 친화력이 큰 친유성이며 물과 섞이지 못하기 때문에 그 물질 위에 표면장력으로 인하여 동그랗게 물방울이 형성된다.

 표면장력(surfacetension)
액체상의 물질은 자유롭게 팽창할 수 없으므로, 다른 액체나 기체와의 사이에 표면을 생성하는데, 이때 액체 표면에 존재하는 장력을 말한다. 이 힘으로 물방울, 수은의 입자 등이 둥글게 된다. 표면의 분자들은 내부의 분자에 비해 큰 자유에너지를 가지게 되어, 액체는 가능한 적은 표면적을 가지려는 경향을 보인다.

 콜로이드(colloid)
용액과 달리, 크기가 1~1000nm이고 불용성인 물질이 분산된 상태로 다른 물질과 섞여 있는 혼합물을 말한다. 콜로이드입자가 분산하고 있는 것을 분산질, 그것을 둘러싸고 있는 것을 분산매라고 한다.

참고자료

· [네이버 지식백과] 계면활성제 [surfactant] (화학백과)
· [네이버 지식백과] 콜로이드 [colloid] (두산백과 두피디아, 두산백과)
· McMurry John E. 외, 2016, 일반화학 제7판, 자유아카데미
· 대한화학회, 2011, (표준) 일반화학실험 제 7개정판, 천문각
· 안전보건공단 화학물질정보 MSDS검색, 57-09-0, https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
· 안전보건공단 화학물질정보 MSDS검색, 톨루엔, https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
· 안전보건공단 화학물질정보 MSDS검색, 67-63-0, https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdsdetail.do
· 사이언스올, 표면장력, https://www.scienceall.com/표면장력surface-tension/
· 이공학도를 위한 물리화학 (원저: Physical Chemistry for the Chemical Science by Raymond Chang, John W. Thoman, Jr.), 제 1판, 자유아카데미
· 화장품용 계면활성제의 특성과 (POE)n Tocopherol의 응용(태평양중앙연구소 수석연구원 김영대)
· Reversible Wetting−Dewetting Transitions on Electrically Tunable Superhydrophobic Nanostructured Surfaces, Tom N. Krupenkin et al., Langmuir, 23 (18), 9128–9133 (2007)
· 생물계면활성물질(Biosurfactant)의 기초이론, https://www.cheric.org/files/research/symposium/S-C5-0001.pdf