1. 실험 제목Nylon 6,10 synthesis 3. 실험 목적나일론은 직물용의 섬유로서 널리 사용된 첫 번째 합성고분자이다. 나일론 6,6 또는 나일론 6,10과 같이 다른 나일론들의 이름은 단량체의 탄소수에 따라 붙여졌다. 이 실험은 단계중합을 통하여 합성하고자 하며, 두 반응물을 이용한 단계중합에서 높은 분자량의 고분자를 얻기 위해서는 두 반응물의 당량을 정확히 맞추는 것이 중요하다. 본 실험에서는 계면중합을 이용하여 나일론 6,10을 합성한다.4. 실험 이론 및 원리4-1) 고분자란분자량이 매우 큰 분자를 거대분자라 하는데, 이 분자로 구성된 물질을 고분자라고 한다. 유기 혹은 무기의 고분자가 알려져 있다. 고분자의 특징으로는 분자량이 10000이상인 거대분자로 대부분 고체 분자량이 일정하지 않아 녹는점이 일정치 않으며 가열하면 기화되기 전에 분해된다. 때문에 액체나 고체로만 존재함 용매에 녹기 어렵고 녹아도 콜로이드 용액이 되고 점도가 강하다.유기 고분자화학에서는 분자량으로 103정도를 한계로 하는 경우가 많다. 고분자는 생성방법에 따라 합성고분자와 천연고분자로 나뉜다. 또한 어떠한 형태로 결합되었는지에 따라 선상고분자(liner polymer), 분지고분자(branched polymer), 망상고분자(network polymer)등으로 구분할 수 있다. 열성에 따라서도 분류되는데, 열에 대한 고분자의 물성, 즉 열에 의해 고분자쇄가 유동하여 액화되느냐, 그렇지 않느냐에 따라 열가소성(thermoplastic)과 열경화성(thermosetting)으로 분류된다. 4-1-1) 고분자의 종류(1) 천연 고분자 : 천연으로 존재하거나 또는 생물에 의하여 만들어지는 고분자 물질로 합성고분자에 대응하는 말이다. 천연고분자의 대표적인 것으로서는 셀룰로스·녹말·단백질·효소·고무 등을 들 수 있다.
1. 실험 제목urea synthesis (요소 합성)3. 실험 목적(1) 요소의 합성을 통해 무기물에서 유기화합물을 합성하는 것이 가능한지 본다.(2) 요소의 제조 이론 및 메커니즘을 알아본다.(3) 시안산칼륨 (KNCO)와 황산암모늄 ((NH4)2SO4) Wöhler에 의한 요소합성 방법을 익힌다.(4) 생성한 요소의 양을 측정하여 수득률을 구하여 본다.4. 실험 이론 및 원리19세기 초반까지 과학자들은 유기 화합물과 무기 화합물을 본질적으로 다른 물질이라 칭하였다. 유기 화합물은 생명을 가진 유기체가 만들어 낸 물질이며 무기 화합물은 생명하고는 관계없이 만들어지는 물질이라고 과학자들은 생각하였다. 하지만 1828년 독일의 화학자 Wöhler는 무기 화합물인 시안산 납 (lead cyanate)과 수산화 암모늄 (NH4OH, 암모니아수)을 사용하여 시안산 암모늄을 합성하는 실험에서 요소가 생성된다는 사실을 발견함으로써 여태까지의 유기 화합물과 무기 화합물의 경계를 허물어 버렸고, '유기물은 절대로 인위적으로 합성할 수 없다' 라는 과학자들의 생각을 완전히 무너뜨려 버렸다.이번 실험 방법 역시 1828년 Wöhler가 실험한 방법을 토대로 한다. 이 실험에서는 시안산칼륨[KOCN]과 황산 암모늄[(NH4)2SO4] 으로 부터 Urea를 제조하는 방법을 익힐 수 있다.자리 옮김 반응이란 유기화합물의 한 분자 내에서 2개의 원자 또는 원자단이 서로 그 위치를 교환하는 반응이다. 종류에는 음이온성 자리 옮김과 양이온성 자리옮김이 있다. 자리 옮김 반응은 전위반응이라고도 한다. 알릴자리 옮김을 예로 들면, 자리옮김하는 기(基)를 X-, Y+로나타낸다. 이동하는 기 X-에 주목하면 음이온이 이동하므로 음이온성 이동 또는 음이온성 자리 옮김이라고 한다. 또한 이동하는 Y+에 주목하면 양이온이 이동하므로 양이온성 이동 또는 양이온성 자리 옮김이라고 한다.
1. 실험 제목Acetylsalicylic acid 합성3. 실험 목적유기산과 알코올의 에스테르화 반응의 이해를 통해 대표적인 진통 해열제인 아스피린을 합성하여본다.<중략>10. 고찰이번 실험이 목적은 살리실산과 아세트산 무수물을 이용해 에스테르화 반응을 통해 아스피린을 합성하는 것이었다.실험 결과에 따라 오차를 계산해보면 (1.8-1.25)/1.8X100=30.6%가 나온다.이렇게 오차가 발생한 이유가 무엇인지 생각해보았다.일단 인산의 양이 너무 많이 들어간 것이다. 5방울이라고 했지만 정확한 양이 적혀있지 않아 완벽하게 넣을 수가 없었다. 그리고 건조되어 있는 삼구플라스크를 사용했어야 했는데 완벽하게 건조되지 않아 물 등 여러 불순물들이 섞인 채로 실험을 진행했기 때문에 오차가 발생했을 것이다. 또한 결정이 완전히 생성된 뒤에 냉각을 멈춰야 하지만 결정이 완벽하게 생긴 것을 알 수 없어 생기지 못한 결정들이 존재했을 것이다. 그리고 생긴 결정들을 감압 여과할 때 최대한 가운데로 부어서 뷰흐너 깔때기에 생성된 아스피린이 묻지 않게 조심해야 했지만 어느 정도의 양이 깔때기에 묻어버렸다. 여기서 아스피린의 일부를 소실했을 것이다. 또한 삼구플라스크에 나오지 못한 미세한 아스피린들이 붙어있을것이다. 그리고 증류수로 삼구플라스크를 씻어 아스피린을 나오게 하는 과정에서 아스피린이 용해되거나 가수분해가 일어났을 가능성도 있다. 또한 온도를 재기 위해서 온도계를 계속 시약안으로 넣어서 확인했는데 꺼내면서 적은 양들이 소실되었을 가능성이 있다.이러한 많은 경우들 때문에 오차가 발생했을 것이다.실험에서 아세트산 무수물 대신 아세트산을 사용하게 된다면 H2O가 생성물로 나온다.그렇게 되면 H2O와 아스피린이 다시 반응해서 가수분해를 하기 때문에 아세트산을 사용하면 안된다.
Carboxylic acid를 산 촉매 하에서 alcohol과 반응시키면 ester가 형성된다. 이 반응은 평형 반응이 지만 르샤틀리에(Le Chatelier) 원리에 따라 반응물 중 하나인 alcohol을 과량 사용하거나 생성물 중 하나인 H2O를 제거함으로써 평형을 오른쪽으로 이동시킬 수 있다. 기본적인 매커니즘은 친핵 성 아실 치환반응(nucleophilic acyl substitution)의 일반적인 매커니즘인 친핵체 첨가와 이탈기제거 단계이지만 산 촉매 하 반응이기 때문에 양성자 첨가(protonation)와 양성자 이탈 단계 (deprotonation)가 추가된다. carboxylic acid의 에스터화 반응(esterification)은 염기하에서 일어날 때 염기가 carboxylic acid의 양성자를 제거하여 전자가 풍부한 carboxylic acid anion을 형성하여 친핵체(nucleophile)의 공격을 받지 못하므로 ester 합성 반응이 이루어지지 않는다. 또한 이는 입 체적 배열에 의해 methyl>1°>2°>3° 순으로 반응성이 크게 나타난다.
고체인 경우에는 이것을 가열 또는 감압하여 물을 수증기로써 제거하는 방법을 취하는 것이 일반적이다. 고체의 건조 상태는 고체의 성질이나 건조의 목적에 따라 다르고, 또 탈수의 쉽고 어려움은 물의 존재 상태에 따라 다르다. 고체 내에 포함된 수분의 양은 고체-증기의 증기 평형에 관한 열역학적인 정보이다. 고체 내의 수분은 두 가지로서 비결합수(자유수)와 결합수가 있다. 결합수(bound water)는 물질의 내부에 포함되어 있는 것으로 평형수분 곡선에서 상대습도가 100%일 때 고체의 수분함량이다. 일반적인 물과 달라서 유동적이지 못하며, 증발시키는 데에도 많은 열이 필요하고, 비결합수(unbound water)보다 작은 증기압을 갖는다. 비결합수는 상대습도가 100% 이상의 건조가능한 수분을 의미하며, 결합수의 양을 초과하는 물 함량이다. 각 고체물질은 일정한 온도 및 습도의 공기 중에 오래 놓아두면 일 정량의 수분을 잃거나 얻어서 주변의 공기와 평형에 도달한다. 비결합수에 대해 기액 평형은 보통 습도 도표(humidity chart)에 주어진다.