밍깅정 스토어

밍깅정

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

6개
전체 판매량

14개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A
자료문의 응답률

-

전체자료 6개

판매자 표지

화학공학과 전공기초실험2 화학전지와 열역학 결과보고서 A+ 평가A좋아요

REPORT제 목: 화학전지와 열역학Ⅰ. 실험 목적산화-환원 반응을 이용한 다니엘 전지를 만들어보고 이를 통해 실생활에 쓰이는 전지를 이해할 수 있다.Ⅱ. 실험 이론1. 산화환원 반응1)화학 종 사이의 실제 또는 형식적인 전자 이동이 특징이며 전자의 이동은 동시에 진행된다.산화(oxidation): 분자나 원자, 이온이 산소를 얻거나 수소(또는 전자)를 잃는 반응환원(reduction): 분자나 원자, 이온이 산소를 잃거나 수소(또는 전자)를 얻는 반응2. 이온화 경향2) 아르 자형=피��티이온화되려는 성질을 나타내는 방법으로 이온화 서열이라고도 한다.이온화가 잘되는 물질은 이온화 경향이 커 산화가 잘 되며 양이온이 되기 쉽다.이온화가 어려운 물질은 이온화 경향이 작아 산화되기 어려우며 음이온이 되기 쉽다.K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au3. 화학전지3)산화-환원 반응에서 발생하는 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다.이온화 경향이 다른 두 금속을 전해질 용액 속에 넣고 도선으로 연결할 때 일어나는 산화-환원 반응으로 인해 기전력이 생겨 전자가 도선을 따라 이동한다.양극(cathode)은 환원되어 도선으로부터 전자를 얻으며, 음극(anode)는 산화되어 도선으로 전자를 방출한다.화학전지는 1차 전지와 2차 전지로 분류할 수 있다.4. 볼타전지 (갈바니전지)4) INCLUDEPICTURE "https://www.scienceall.com/nas/image/201303/AI122_32.jpg" * MERGEFORMATINET 아연판(-극)과 구리판(+극)을 두 극으로 사용하고 묽은 황산을 전해액으로 하여 두 극에 도선을 연결한 가장 간단한 형태의 전지로 약 1V의 기전력을 얻을 수 있다. 반응성이 큰 아연은 산화되어 전자를 내어놓고 그 전자가 전위차에 의해 도선을 타고 구리판으로 이동하여 용액 속의 수소 이온에 환원되면서 수소 기체가 발생하고, 이를 반복하여 전류가 흐르게 되지만 구리판 주변이 수소 기포분극 현상이 발생하여 전하의 흐름을 방해하기 때문에 큰 전압을 얻기는 어렵다.5. 다니엘전지5) INCLUDEPICTURE "https://www.scienceall.com/wp-content/uploads/2017/01/%EB%8B%A4%EB%8B%88%EC%97%98%EC%A0%84%EC%A7%80.jpg" * MERGEFORMATINET 황산아연과 황산구리 수용액을 전해액으로 하며 음극에 아연, 양극에 구리를 사용한 전지이다.이 전지의 기전력은 약 1.1V이며 전지에 이 기전력보다 높은 반대의 전압을 가하게 되면 전류는 반대방향을 흐른다. 이로 인해 다니엘 전지는 가역전지임을 알 수 있다.6. 염다리6) INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8e/Galvanic_Cell.svg/220px-Galvanic_Cell.svg.png" * MERGEFORMATINET 전지에서 산화반응이 일어나는 반쪽 전지를 연결하는데 사용되는 실험장치이다.염다리의 양이온이 환원전극 쪽으로 이동하고 음이온은 환원전극에서 염다리 쪽으로 이동시켜 전하의 축적을 상쇄해 빠르게 평형을 이루는 내부 회로의 전기적 중성을 유지한다.7. 기전력7)전자에 운동에너지를 공급하여 회로에 전류를 계속 흐르게 유지시키는 능력이다.전위가 다른 두 지점에서 전위가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 전류를 이동시키려는 힘이 작용한다.8. 표준 환원 전위8)전극에서 전자를 얻거나 잃음으로써 각각 환원되거나 산화되는 경향을 측정한 것이다.(+) 값이면 수소이온보다 환원되기 쉽고, (-) 값이면 수소이온보다 환원되기 어렵다.전위 : -0.763V전위 : -0.44V전위 : 0.337V9. Nernst 식9)전지 퍼텐셜과 반응 혼합물의 조성 사이의 관계를 나타내는 식이다.E = 비표준상태에서의 전압, = 표준 환원 전위, n = 반응에서 이동한 전자의 개수F = Faraday 상수(=96,485 C/mol, 전자 1 mol이 지닌 합한 전하량)R = 기체 상수, 8.314J/molK, T = 절대온도(K), Q = 반응지수 ( )Ⅲ. 실험 방법[시약]ZnSO4, CuSO4, FeSO4, KCl, 한천시약[기구]Water bath, U자관, 전압계, 전선, 비커, Fe,Zn,Cu기판[Flow chart]3조에서 0.1M ZnSO4용액 250mL, 0.1M CuSO4용액 250mL, 4조에서 0.1M FeSO4용액 250mL, 0.05M CuSO4용액 250mL를 제조한다.Agar reagent와 KCl의 포화수용액이 든 U자관을 준비한다.0.1M ZnSO4용액 100mL(Zn기판), 0.1M FeSO4용액 100mL(Fe기판) -case 10.1M ZnSO4용액 100mL(Zn기판), 0.1M CuSO4용액 100mL(Cu기판) -case 20.1M FeSO4용액 100mL(Fe기판), 0.1M CuSO4용액 100mL(Cu기판) -case 30.1M FeSO4용액 100mL(Fe기판), 0.05M CuSO4용액 100mL(Cu기판) -case 4(3)의 구성으로 각각 염다리를 연결한다.각각의 전극에 전위차 계를 연결하여 전위를 측정한다.Ⅳ. 실험결과용액 제조-0.1M ZnSO4용액 250mL(순도 99%, 분자량 287.58) g-0.1M FeSO4용액 250mL (순도 98%, 분자량 278.01) g-0.1M CuSO4용액 250mL (순도 99%, 분자량 249.68) g-0.05M CuSO4용액 250mL (순도 99%, 분자량 249.68) g이론적 전위차전위 : -0.763V전위 : -0.44V전위 : 0.337VCase #1(0.1M Zn-0.1M Fe)/ Zn 산화, Fe 환원-0.44V-(-0.763V) =0.323VCase #2(0.1M Zn-0.1M Cu)/ Zn 산화, Cu 환원0.337V-(-0.763V) =1.1VCase #3(0.1M Fe-0.1M Cu)/ Fe 산화, Cu 환원0.337V-(-0.44V) =0.777VCase #4(0.1M Fe-0.05M 산화, Cu 환원0.337V-(-0.44V) =0.777V전위차 측정값Case #1 0.436VCase #2 1.085VCase #3 0.663VCase #4 0.640VⅤ. 결론 및 고찰[결론]본 실험은 자발적 화학반응으로 일어나는 전자의 이동을 이용하여 전기 에너지를 얻는 원리를 알아보는 실험이었다. 전위차 측정 결과 case #1 0.436V, case #2 1.085V, case #3 0.663V, case #4 0.640V의 값이 나왔다. 구리-아연 전극의 이론적 전위차는 1.1V, 아연-철 전극의 이론적 전위차는 0.323V, 구리-철 전극의 이론적 전위차는 0.777V이다. 실험결과 오차율을 계산해보면 case #1 , case #2 , case #3 , case #4 의 오차를 보였다.[고찰]이론 값에서의 표준환원전위는 25 1기압에서 1M 농도의 용액을 기준으로 측정한 값이다. 실험실의 온도, 압력의 조건이 완전히 똑같지 않은 점과 용액을 제조하는 과정에서 발생한 오차 때문에 실험결과에 오차율이 발생한 것 같다. 또한 4번의 실험을 거치면서 금속 기판을 사포로 완전히 갈지 않아 반응할 수 있는 표면적이 감소하였을 수도 있다.전압계로 전압을 측정할 때 적색과 흑색 전선이 존재한다. (+)극인 적색 전선 쪽에는 반응성이 작은 물질, (-)극인 흑색 전선 쪽에는 반응성이 큰 물질을 연결해야 한다. 그렇지 않으면 전위 차의 값이 음의 값으로 발생하게 된다. 전위차 값이 크게 요동치는 경우가 발생하였을 때는 염다리를 살짝 구부려 고정시킨 후 기다리면 전위차 값을 측정할 수 있다염다리는 산화-환원 반응이 일어나고 있는 각각의 반쪽 전지에서 직접 전자를 주고 받지 못하도록 분리시키며 분극 현상을 방지하는 역할을 한다.Ⅵ. 사용기호g: 질량(무게)M: 몰농도mL: 부피V: 전위Ⅶ. 참고문헌1) Wikipedia, “Redox”, https://en.wikipedia.org/wiki/Redox (23.11.26)2) 사이언스올, “이온화경향”, https:/ienceall.com/%ec%9d%b4%ec%98%a8%ed%99%94-%ea%b2%bd%ed%96%a5ionization-tendency/?term_slug= (23.11.26)3) Wikipedia, “electric battery”, https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_battery (23.11.26)Peter atkins, atkins’ physical chemistry, 교보문고(2017), p259-260 (23.11.24)4) 사이언스올, “볼타전지”, https://www.scienceall.com/%eb%b3%bc%ed%83%80-%ec%a0%84%ec%a7%80voltaic-cell/?term_slug= (23.11.26)5) 사이언스올, “다니엘전지”, https://www.scienceall.com/%eb%8b%a4%eb%8b%88%ec%97%98%ec%a0%84%ec%a7%80-daniell-cell/?term_slug= (23.11.26)6) Wikipedia, “salt bridge”, https://en.wikipedia.org/wiki/Salt_bridge (23.11.26)7) 사이언스올, “기전력”, https://www.scienceall.com/%ea%b8%b0%ec%a0%84%eb%a0%a5cell-potential-electromotive-force-3/?term_slug= (23.11.26)8) Wikipedia, “standard electrode potential”, https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_(data_page) (23.11.26)9) Wikipedia, “Nernst equation”, https://en.wikipedia.org/wiki/Nernst_equation (23.11.26)Peter atkins, atkins’ physical chemistry, 교보문고(2017), p264-266 (4)

공학/기술| 2023.12.29| 8페이지| 1,000원| 조회(267)

결과보고서, 화학공학과, 화학전지와 열역학, 전공기초실험2

미리보기

닫기
판매자 표지

화학공학과 전공기초실험2 표면장력 측정 예비보고서 A+

REPORT제 목: 표면장력 측정Ⅰ. 실험 목적장력계법에 의하여 액체(물)의 표면 장력을 측정할 수 있다.Ⅱ. 실험 이론1. 표면장력1)표면 장력은 정지 상태의 액체 표면이 가능한 최소 표면적으로 수축되는 경향이다. 표면장력은 면도날이나 소금쟁이와 같이 물보다 밀도가 높은 물체가 부분적으로 잠기지 않고 물 표면에 떠 있을 수 있도록 하는 것이다.표면 장력이 일어나는 원인은 응집력으로 인해 표면에서 멀리 떨어져 있는 분자는 인접한 액체 분자에 의해 모든 방향으로 균등하게 끌어 당겨져 총 힘이 0이 된다. 표면의 분자는 모든 면에 동일한 분자를 가지고 있지 않으므로 안쪽으로 당겨진다. 이로 인해 내부 압력이 발생하고 액체 표면이 최소 면적으로 수축된다.표면장력을 T라고 하고 물방울 내부와 외부의 압력차를 p, 물방울 직경을 d라고 한다면 표면장력에 의해 물방울의 잘라진 면의 원주에 작용하는 총 표면장력과 압력차에 의해 발생하는 힘이 평형을 이룬다.,2. 장력계법2)액체의 표면 장력을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있다. 그 중 장력계법은 고리를 액체의 표면으로부터 끌어내는데 필요한 힘을 쉽게 측정할 수 있도록 만들어 놓은 기구이다. 실험에 사용되는 고리는 부식에 잘 견디며 대부분 액체에 의해 적셔지는 백금-이리듐 합금으로 만든다.백금링을 액체 표면에 접촉시킨 후 액체 표면을 백금링에 가까이하면 액체에 링이 완전히 잠기게 된다. 이후 액체 표면과 백금링 사이의 거리를 멀어지게 하면 액체 표면에서 백금링이 완전히 떨어지려고 한다.표면장력이 수직으로 작용하고 접촉각이 0으로 백금링이 액체에 완전히 젖은 상태일 때, 액막이 파괴되기 직전에 백금링에 걸리는 힘을 F, 백금링의 반지름을 R이라고 하면 다음과 같은 식으로 표면장력을 나타낼 수 있다.실제 실험에서는 표면장력이 완전히 수직으로 작용하지 않고 백금링이 액체에 완전히 젖은 상태가 아니기 때문에 보정계수 를 이용하여 표면장력 식을 다음과 같이 나타낼 수 있다.보정계수 의 값은 백금링이 액체표면에서 떨어졌을 때 측정된 힘으로부터 얻은 표면장력과, 백금링의 반지름, 액체 밀도에 따라 달라진다.Ⅲ. 실험 방법[기구]장력계, 백금링, 비이커, 증류수, 액체시료, 수평계, 피아노선, 온도계[Flow chart]Ⅳ. 사용기호T: 표면장력d: 물방울 지름p: 물방울 외부와 내부 기압 차R: 백금링 반지름: 표면장력 보정계수Ⅴ. 참고문헌1) Wikipedia, “surface tension”, https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension (23.12.09)2) 박홍철, 최석진, 물리화학실험, 탑출판사(1979), 장력계법 (23.12.09)

공학/기술| 2023.12.29| 5페이지| 1,000원| 조회(156)

예비보고서, 화학공학과, 표면장력 측정, 전공기초실험2

미리보기

닫기
판매자 표지

화학공학과 전공기초실험2 용해도 곱 상수 결정 결과보고서 A+

REPORT제 목: 용해도 곱 상수 결정Ⅰ. 실험 목적공통이온효과를 이용하여 수산화 칼슘 포화용액의 용해도 곱 상수를 결정한다.Ⅱ. 실험 이론1. 용해도1)용질이 용매에 포화상태까지 녹을 수 있는 한도를 말하며, 보통 용매 100g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 양(g)을 의미한다. 온도, 용매와 용질의 종류 등에 영향을 받는다. 대부분의 경우 온도가 높아질수록 고체의 용해도는 증가하고, 기체의 용해도는 감소한다. 용해도를 표시할 때는 용질, 용매의 종류, 측정한 온도를 같이 표시해야 한다.2. 평형상수2)화학 평형의 법칙으로부터 유도된 것으로 생성물의 몰농도 곱과 반응물의 몰농도 곱의 비이다. 가역적인 화학반응이 특정온도에서 평형을 이루고 있을 때, 반응물과 생성물의 농도 관계를 나타낸 상수이며 반응물과 생성물의 초기농도에 관계없이 항상 같은 값을 가진다.반응물 A와 B가 반응하여 생성물 C와 D를 생성하는 가역적 반응에 대한 화학식은 다음과 같다.가역반응은 일정한 온도에서 시간이 충분히 흐르면 반응물이나 생성물의 초기농도에 관계없이 더 이상 겉보기 농도에 변화가 없는 상태에 이르게 되는데 이를 평형상태라고 한다. 평형상태에서 반응물과 생성물의 농도비는 일정하며, 이 값 를 평형상수라고 한다. 아래 첨자 c는 농도(concentration)의 약자이다. 가역적 반응에 대한 화학 반응식은 다음과 같다.3. 용해도 곱 상수3) (Solubility product)평형상수의 개념이며, 주어진 고체에 대해 단 하나의 값을 가진다. 포화용액에서 염을 구성하는 양이온과 음이온의 농도를 곱한 값을 말한다. 표기는 로 표시한다.4. 공통이온효과4)약한 전해질인 아세트산의 용액에 강한 전해질인 아세트산 나트륨을 녹여주면 아세트산이온이 많아지므로 H+이온의 농도는 크게 감소된다. 이와 같은 현상을 공통이온효과라고 한다. 전해질일 때는 이온 사이의 정전기적 인력으로 이온이 안정화되므로 용해도는 약간 커지는 것이 보통이다.5. 르 샤틀리에 원리5)화학 평형 상태 물질의 외부 조건점이라고 하며, 실험상으로 관찰되는 반응의 종료점을 종말점이라고 한다.7. HCl7)화학식: HCl녹는점: 농도에 따라 다름특유의 자극적인 냄새가 나는 무색의 용액이다. 강산으로 분류되며 염산은 중요한 실험실 시약이자 산업용 화학물질이다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e1/Hydrochloric_acid_dissociated.svg/220px-Hydrochloric_acid_dissociated.svg.png" * MERGEFORMATINET 8. NaOH8)화학식: NaOH몰질량: 39.997g/mol밀도: 2.13녹는점: INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png/220px-Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET 323°C (613°F, 596K)나트륨 양이온과 수산화 음이온으로 구성된 고체 이온 화합물이다. 주변 온도에서 지질과 단백질을 분해하고 심각한 화학적 화상을 일으킬 수 있는 부식성이 강한 염기이다.9. Ca(OH)29)화학식: Ca(OH)2몰질량: 74.093g/mol밀도: 2.211, 고체녹는점: 580°C용해도 곱: 5.0210-6물에 대한 용해도: 1.89g/L (0°C), 1.73g/L(20) °C, 0.66g/L(100°C)무색 결정 또는 백색 분말로 생석회(산화 칼슘)를 물과 혼합하면 형성된다. 물에 잘 녹지 않는 특성을 가지고 있다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/da/Mg%28OH%292Xray.jpg/220px-Mg%28OH%292Xray.jpg" * MERGEFORMATINET 10. 페놀프탈레인 지시약10) INCLUDE을 띤다.Ⅲ. 실험 방법[시약]0.1M HCl 표준용액, 페놀프탈레인 지시약, Ca(OH)2[기구]뷰렛, Buchner 깔때기 4개, 100mL 비이커 4개, 눈금 피펫 2개, 약 수저 2개, 유리막대 4개, 온도계, 100mL 삼각 플라스크 4개, 100mL 50mL 메스 실린더 4개, 거름종이, 스탠드, 클램프[Flow chart]1) 깨끗이 씻어서 말린 4개의 100mL 비이커에 50mL 메스 실린더를 이용하여 각각 증류수, 0.1M, 0.05M 및 0.025M NaOH용액 50mL를 담는다.2) 각 비이커에 약 주걱으로 반 숟가락 정도의 Ca(OH)2 고체를 넣는다.3) 각 비이커의 내용물을 유리막대로 10분간 절 저어 평형에 도달하도록 한다.4) 각 용액을 Buchner 깔때기를 사용하여 감압하여 거르고 거른 용액 25mL씩을 100mL 삼각 플라스크에 따로 보관한다. (거른 용액이 묽혀지면 안된다는 점에 유의해야 한다.)5) 각 용액의 온도를 기록한다.6) 각 거른 용액 25mL이 담긴 100mL 삼각 플라스크에 Phenolphthalein 2-3방울 가한 다음 0.1M HCl 표준용액으로 적정한다.Ⅳ. 실험결과용액제조(순도 98%)0.1M NaOH 250mL (NaOH 1.0204g 필요)0.05M NaOH 250mL (NaOH 0.5102g 필요)0.025M NaOH 250mL (NaOH 0.2551g 필요)0.1M HCl (35wt%) 1L (밀도 1.18g/1mL)측정값 & 계산값순수한 물0.100M NaOH 용액0.050M NaOH 용액0.025M NaOH 용액온도(℃)17.6181917.90.10M HCl의 부피(mL)9.82514.813.6용액 속의 [OH-] (M)0.03920.1000.05920.0544초기의 [OH-] (M)00.1000.0500.025용해에 의해 생긴 [OH-] (M)0.039200.00920.0294[Ca2+] (M)0.019600.00460.01473.0110-503.8910-71.2710-5Ca(OH)2의 용4M-0.025M=0.0294M-[Ca2+] (M)순수한 물: 0.0392M2=0.0196M0.100M NaOH 용액: 0M0.050M NaOH 용액: 0.0092M2=0.0046M0.025M NaOH 용액: 0.0294M2=0.0147M-Ca(OH)2의 용해도(g/L)= [Ca2+] mol/L Ca(OH)2분자량 g/molCa(OH)2분자량 =74g/mol순수한 물: 0.0196mol/L 74g/mol =1.4504g/L0.100M NaOH 용액: 0mol/L 74g/mol =00.050M NaOH 용액: 0.0046mol/L 74g/mol =0.3404g/L0.025M NaOH 용액: 0.0147mol/L 74g/mol =1.0878g/L-= [Ca2+][OH-]2순수한 물: [0.0196][0.0392]2 = 3.0110-50.100M NaOH 용액: 00.050M NaOH 용액: [0.0046][0.0092]2 = 3.8910-70.025M NaOH 용액: [0.0147][0.0294]2 = 1.2710-5Ca(OH)2의 평균 = 1.4410-5Ⅴ. 결론 및 고찰[결론]본 실험은 Ca(OH)2 포화용액에 OH-를 넣어주면 공통이온효과에 의해 용액 속에 녹아가는 Ca2+의 농도가 감소되는 원리를 이용하여 Ca(OH)2 포화용액의 용해도 곱 상수를 결정하는 실험이었다. 순수한 물의 는 3.0110-5, 0.100M NaOH 용액의 은 0, 0.050M NaOH 용액의 3.8910-7, 0.025M NaOH 용액의 는 1.2710-5이다. Ca(OH)2의 평균 는 1.4410-5이다.[고찰]각 용액에서의 Ca(OH)2 용해도를 비교해보면 증류수, 0.025M NaOH 용액, 0.050M NaOH 용액, 0.100M NaOH 용액 순으로 용해도가 작아진다. 이는 용액에 따라 용해도에 차이가 있다는 점을 알 수 있다. NaOH의 농도가 진할수록 초기 OH-의 몰수가 공통이온 효과에 의해 많이 존재한다. 르 샤틀리에 법칙에 의하여 역반응이 더 우세하게 일어난다. 온도에 따라 달라지므로 온도가 중요한 조건인데 용액의 온도가 25℃로 맞춰 진행하지 못하였기 때문으로 볼 수 있다.용해도와 용해도 곱의 관계를 살펴보면 용해도가 클수록 용해도 곱도 크게 나오는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해 용해도와 용해도 곱의 관계는 비례 관계임을 알 수 있다.용해도가 사용되는 곳은 침전을 이용한 양이온의 정성분석이다. 각 이온을 분리하기 위해 용해도를 이용하여 적절한 용액을 넣은 후 양이온을 검출하는 분석에 사용할 수 있다.Ⅵ. 사용기호g: 질량(무게): 밀도: 분자량℃: 온도mL: 0.10M HCl 부피M: 몰농도: 수산화칼슘의 용해도 곱g/L: Ca(OH)2 용해도Ⅶ. 참고문헌1) Wikipedia, “solubility, https://en.wikipedia.org/wiki/Solubility (23.11.05)2) Wikipedia, “equilibrium constant”, https://en.wikipedia.org/wiki/Equilibrium_constant (23.11.05)3) Wikipedia, “solubility equilibrium”, https://en.wikipedia.org/wiki/Solubility_equilibrium (23.11.05)4) 사이언스올, “공통이온효과”,https://www.scienceall.com/%ea%b3%b5%ed%86%b5%ec%9d%b4%ec%98%a8common-ion/?term_slug= (23.11.05)5) Wikipedia, “Le chatelier principle”, https://en.wikipedia.org/wiki/Le_Chatelier%27s_principle (23.11.05)6) 사이언스올, “중화적정”,https://www.scienceall.com/%ec%a4%91%ed%99%94%ec%a0%81%ec%a0%95neutralization-titration/?term_slug= (23.11.05)7 Wikipedia, “hydrochloric aci5)

공학/기술| 2023.12.29| 9페이지| 1,000원| 조회(246)

결과보고서, 화학공학과, 전공기초실험, 용해도 곱 상수 결정

미리보기

닫기
판매자 표지

화학공학과 전공기초실험2 아스피린 합성 실험 결과보고서 A+

REPORT제 목: 아스피린 합성 실험Ⅰ. 실험 목적방향족 알코올 화합물인 Salicylic acid와 Acetic anhydride를 이용하여 아스피린을 합성한다.Ⅱ. 실험 이론1. (살리실산)화학식:몰질량: 138.122g/mol밀도:녹는점: 158.6 °C (317.5 °F; 431.8 K)끓는점: 200 °C (392 °F; 473 K)pH 2.4로 산성이 매우 강하다. 섭취 시 위장 장애를 유발하며 수용액은 강한 산성을 띄므로 피부에 닿거나 눈에 접촉 시 큰 피해를 입을 수 있다.2. (아세트산무수물)화학식:몰질량: 102.089g/mol밀도:녹는점: −73.1 °C (−99.6 °F; 200.1 K)끓는점: 139.8 °C (283.6 °F; 412.9 K)카복실산의 가장 단순하고 분리 가능한 무수물이며 유기합성에서 시약으로 사용된다. 아세트산 무수물은 공기 중의 수분과 반응하여 형성되며 아세트산의 강한 냄새를 풍기는 무색의 액체이다.3. (acetylsalicylic acid, ASA)화학식:분자량: 180g/mol밀도:녹는점: 135 °C (275 °F)끓는점: 140 °C (284 °F)살리실산염 의약품으로 비스테로이드성 항염증제의 일종이다. 통증과 열을 완화시켜주는 진통제, 해열제로 쓰고 항혈전효과도 가지고 있다.3-1 아스피린 합성살리실산과 아세트산 무수물이 반응하여 아스피린(아세틸살리실산)이 생성되는 과정이다. 살리실산, 아세트산무수물 그리고 아세틸살리실산이 1:1:1로 반응한다. 즉 살리실산 1몰이 반응할 때 아스피린 1몰이 생성되는 것이다.+ → +4.유기합성은 화학 합성의 특별한 한 분야이며 유기화합물을 의도적으로 구성하는 것과 관련이 있다. 유기 화합물은 종종 무기 화합물보다 더 복잡하다. 유기합성에서 만들어지는 불순물은 유기합성의 효율을 떨어뜨리기도 한다. 때문에 반응의 효율을 높이기 위해서 불순물을 꼭 제거해야 한다.5. (functional group)유기화학에서 분자들의 특징적인 화학 반응을 담당하는 분자 내의 특정 치환기 작용기에 의해 변할 수 있다. 유기 합성에서 작용기의 상호전환은 변환의 기본 유형 중 하나이다.6. (optical isomer)광학 이성질체는 광학 활성을 갖는 두 분자가 거울 대칭인 관계를 이루는 경우를 말한다. 광학적 성질이 다른 부분입체 이성질체와 혼동될 수 있으나 일반적으로 거울상 이성질체와 동의어로 사용된다. 광학 이성질체는 밀도, 녹는점, 끓는점, 용해도 등의 물리적 성질이 같다.7.에스터(R-COO-R’)를 형성하는 모든 화학 반응을 말한다. 가장 보편적인 방법은 카복실산과 알코올을 반응시켜 물을 제거하는 에스터를 합성하는 것이다.위 반응은 동적평형 반응으로 → 방향으로 진행되면 에스터화 반응, ← 방향으로 진행되면 가수분해 반응이다. 에스터화 반응으로 진행되기 위해서는 알코올이 과량으로 있어야 하며, 생성되는 물을 능동적으로 제거하거나 탈수 성질을 가지는 산을 촉매로 사용해야 한다.살리실산의 에스터화 반응: + → +8.화합물에서 물분자가 빠져나간 형태의 화합물이다. 유기산 무수물은 탈수반응에서 2당량의 유기산에서 1당량의 물이 제거될 때 형성된다. 이때 유기산 무수물은 작용기를 포함하고 있다. 카복실 무수물로 아세트산 무수물을 사용하며 촉매로 인산을 사용한다.9.화합물의 순도를 높이기 위해 이루어지는 과정이다. 용해도 차이를 이용한 재결정 방법이 이 중 하나이다.10.물질의 온도에 따른 용해도 차를 이용하여 순수한 고체 물질을 분리하는 방법이다. 고체 물질을 용매에 녹여서 용액으로 만들고, 이것을 가열하여 포화 용액이 된 후 온도를 내리면 결정이 석출된다.Ⅲ. 실험 방법[시약]Salicylic acid, Acetic anhydride, Phosphoric acid[기구]거름종이, 유산지, 약수저, 스포이드, 접시, 50mL round bottom flask, 눈금실린더, magnetic stir bar,뷰렛, clamp, Hot plate/stirrer, 온도계, 저울, 스탠드, 부흐너 깔때기, 감압거름장치, Drying oven[Flow c에 2.0403g의 Salicylic acid와 10mL의 Acetic anhydride를 순서대로 넣는다.2) Magnetic stir bar를 이용하여 약 5분간 교반한 후 1mL를 반응용기에 가한다. 물 중탕기를 r.b. flask에 설치한 후 hot plate/stirrer의 온도 조절 레버를 이용하여 70°C로 유지시킨다. 이때 가능한 환기가 잘 되는 Fume hood에서 실험을 해야 한다.3) 70°C에서 30분간 교반 한 후, 물 중탕기를 제거하고 반응용액 및 용기의 온도가 상온이 될 때까지 기다린다. (20분)4) 반응용액의 온도 또는 용기의 온도가 상온에 도달하면 10mL의 물을 천천히(약 5분 동안) 반응 용액에 적가한다. (이 때 반응 용기에서 서서히 침전물이 생성되기 시작한다.) 그리고 나서 약 30mL의 물을 반응 용기에 더 가한다. 이 때 사용하는 물은 수돗물을 사용해도 무방하다. 20분 동안 더 교반한다.5) 생성된 침전물을 감압 여과한다. 여과가 끝난 후 물을 이용하여 침전물을 세척한다.6) 거름종이 위에 걸러진 침전물을 증발접시 위에 올린 후 Drying oven에서 건조시킨 후 건조된 침전물의 무게를 측정한다.Ⅳ. 실험결과실험에 사용된 Salicylic acid 질량2.0403g실험에 사용된 Acetic anhydride 부피10mL접시 무게29.5734g거름종이 무게1.4361g실험에 사용된 Salicylic acid 몰 수0.01477mol실험에 사용된 Acetic anhydride 몰 수0.1060mol이론상 생성될 Aspirin 무게2.6586g실제로 얻은 Aspirin 무게0.8427g실제 수득률(%)31.7%-사용한 살리실산의 무게: 2.0403g-실험에 사용된 살리실산의 몰 수:-사용한 아세트산 무수물의 무게: 10mL x 1.082g/mL= 10.82g-실험에 사용된 아세트산 무수물의 몰 수:살리실산: 아세트산무수물: 아스피린 = 1:1:1 로 반응한다. 따라서 살리실산이 한계반응물로 반응한다.∴이론상 생성될 아스스피린의 합성을 알아보는 실험이었다. 최종적으로 수득한 아스피린의 질량은 0.8427g이었다. 사용된 살리실산의 몰수는 0.01477mol이었으며, 사용된 아세트산무수물의 몰수는 0.1060mol이었다. 살리실산, 아세트산무수물, 아스피린은 1:1:1의 반응이므로 살리실산이 한계 반응물이다. 살리실산의 이론적 몰수를 이용하여 얻은 아스피린의 이론적 무게는 2.6586g이며 실제로 얻은 아스피린의 무게와 비교하여 수득률을 구하면 31.7%였다. 수득률이 낮은 것으로 보아 실험은 성공적이라고 볼 수 없으며 실험과정에서 생긴 오차가 문제가 된 것으로 볼 수 있다.[고찰]위 실험은 Salicylic acid와 Acetic anhydride를 이용하여 아스피린을 합성하는 실험이다. 실험결과 얻은 수득률은 31.7%이다. 100%에 한참 떨어진 값이 나와 실험에 성공했다고 볼 수는 없기 때문에 수득률이 낮은 이유는 다음과 같이 예상할 수 있다. 먼저 실험과정에서 생기는 오차이다. 살리실산 가루를 부피 플라스크에 옮겨 담는 과정에서 유산지에 묻어 완벽하게 옮겨 담지 못하여 오차가 발생하였다. 또한 증류수를 추가적으로 넣는 과정을 살리실산과 아세트산 무수물이 아직 반응중일 때 넣었다면 큰 오차의 원인이 되었을 것이라고 생각한다.아스피린 합성실험에서 아세트산이 아닌 아세트산 무수물을 사용하는 이유는 역반응인 가수분해 반응이 일어날 가능성이 있기 때문이다. 아세트산 무수물을 사용하면 살리실산과 아세트산 무수물의 반응에서 물이 생성되지 않아 아세트산으로 실험을 진행할 때보다 더욱 높은 수득률이 나오게 된다.또한 실험 과정에서 인산을 넣는 과정이 있는데 이 인산은 반응에서 촉매 역할을 한다. 인산이 아닌 황산도 사용할 수 있지만 황산을 사용하게 되면 온도가 매우 높아지므로 이 실험에서는 인산을 사용하였다.아세트산 무수물은 카복실산의 무수물 중 하나이다. 2당량의 유기산에서 1당량의 물 분자가 빠져나가는 유기산 무수물이다. 그렇기 때문에 물에 대한 용해도가 높다. 아스피린은 물에 대 된다.Ⅵ. 사용기호g: 질량(무게): 밀도: 몰질량Ⅶ. 참고문헌1) Wikipedia, “salicylic acid”, https://en.wikipedia.org/wiki/Salicylic_acid (23.09.30)2) Wikipedia, “acetic anhydride”, https://en.wikipedia.org/wiki/Acetic_anhydride (23.09.30)3) Wikipedia, “aspirin”, https://en.wikipedia.org/wiki/Aspirin (23.09.30)4) Wikipedia, “organic synthesis”, https://en.wikipedia.org/wiki/Organic_synthesis (23.09.30)5) Wikipedia, “functional group”, https://en.wikipedia.org/wiki/Functional_group (23.09.30)6) Wikipedia, “optical isomer”, https://en.wikipedia.org/wiki/Enantiomer (23.09.30)7) 'Williams, Roger J.; Gabriel, Alton; Andrews, Roy C. (1928). 'The Relation Between the Hydrolysis Equilibrium Constant of Esters and the Strengths of the Corresponding Acids'. J. Am. Chem. Soc. 50 (5): 1267–1271.(에스터화 반응)8) Wikipedia, “anhydride”, https://en.wikipedia.org/wiki/Acid_anhydride (23.09.30)9) Wikipedia, “purification”, https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_purification_methods_in_chemistry (23.09.30)10) Wikipedia, “recrystalliz30)

공학/기술| 2023.12.29| 8페이지| 1,000원| 조회(173)

결과보고서, 화학공학과, 아스피린 합성 실험, 전공기초실험2

미리보기

닫기
판매자 표지

화학공학과 전공기초실험2 메틸오렌지 합성 예비보고서 A+

REPORT제 목: 메틸오렌지 합성Ⅰ. 실험 목적Azo계 염료인 메틸오렌지(methyl orange)를 합성하고 이론적인 수득율과 실제 수득율을 계산하여 비교한다.Ⅱ. 실험 이론1. 메틸오렌지1) INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/54/Methyl-orange-2D-skeletal.png/220px-Methyl-orange-2D-skeletal.png" * MERGEFORMATINET 메틸 오렌지는 다양한 pH 값에서 명확하고 뚜렷한 색상 변화로 인해 적정에 자주 사용되는 pH 지시약이다. 산성에는 붉은색, 염기성에는 노란색을 나타낸다.2. 다이아조화 반응(diazo reaction)2) 아르 자형=피��티페닐에 NH2(아민기)가 1개 붙은 형태의 화합물과 NaNO2(아질산)를 서로 반응시켜서 페닐에 NH2대신 N2(-N=N)가 붙은 다이아조늄염을 만드는 반응을 다이아조화 반응이라고 한다.유기화합물을 생성하는 데에 있어서 중요한 반응이다. N2(-N=N)는 발색단으로 이 물질이 들어 있으면 색을 나타낸다. 따라서 이 다이아조화 반응은 염색 계열에서도 중요한 반응이다.3. 커플링 반응3)유기화학에서 결합 반응은 두 개의 반응물 분자가 함께 결합되는 반응 유형이다. 이러한 반응에는 금속 촉매의 도움이 종종 필요하다. 가장 일반적인 결합 반응은 교차 결합 반응이다.4. 염료4)염료는 적용되는 기판에 화학적으로 결합하는 유색의 물질이다. 염료가 착색되는 물질과 화학적으로 결합하지 않는 염료로 구별된다. 대부분의 천연 염료는 뿌리, 열매, 나무껍질, 잎, 나무, 곰팡이, 이끼 등 비동물성 물질에서 추출된다. 대규모 수요와 기술 발전으로 인해 현대에 사용되는 대부분의 염료는 석유화학물질 등의 물질을 원료로 합성하여 생산하고 있다.5. Sulfanilic acid(설파닐산)5)화학식: C6H7NO3S분자량: 173.19g/mol밀도: 1.485g/cm3녹는점: 288 (550, 561K)용해도: 12.51g/L INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a1/SulfanilcAcidZwit.svg/90px-SulfanilcAcidZwit.svg.png" * MERGEFORMATINET 6. sodium carbonate(탄산 나트륨)6)화학식: Na2CO3분자량: 105.9888g/mol (무수물))밀도: 2.54g/cm3 (무수물)녹는점: 851 (무수물)유리에 주로 포함되어 있어 빛이 통과할 때 자외선을 차단해주는 역할을 하기도 한다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5c/Sodium_carbonate.svg/120px-Sodium_carbonate.svg.png" * MERGEFORMATINET 7. sodium nitrite(아질산 나트륨)7)화학식: NaNO2분자량: 68.9953g/mol밀도: 2.168 g/cm3녹는점: 271용해도: 84.8g/100mL (25흰색에서 약간 황색을 띠는 결정성 분말로 물에 잘 녹고 흡습성이 있다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Sodium_nitrite.svg/220px-Sodium_nitrite.svg.png" * MERGEFORMATINET 8. N,N-dimethyl aniline8)화학식:C8H11N분자량: 121.183g/mol밀도: 0.956g/mL녹는점: 2끓는점: 194용해도: 2% (20)페닐기에 부착된 다이메틸아미노기를 특징으로 하는 3차 아민으로 구성되어 있다. 순수할 땐 무색이지만 상업용 샘플은 종종 노란색을 띈다.9. sodium hydroxide(수산화 나트륨)9)화학식: NaOH분자량: 39.9971g/mol밀도: 2.13g/cm3녹는점: 323끓는점: 1388용해도: 1000g/L (25수산화나트륨은 주변 온도에서 지질과 단백질을 분해하고 심각한 화학적 화상을 일으킬 수 있는 부식성이 강한 염기이자 알칼리이다. 물에 잘 녹으며 공기 중의 수분과 이산화탄소를 쉽게 흡수한다. INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png/220px-Sodium-hydroxide-crystal-3D-vdW.png" * MERGEFORMATINET 10. sodium chloride(염화 나트륨)10)화학식: NaCl분자량: 58.443g/mol밀도: 2.17g/cm3녹는점: 800.7끓는점: 1465용해도: 360g/L (25 INCLUDEPICTURE "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/dd/NaCl_bonds.svg/220px-NaCl_bonds.svg.png" * MERGEFORMATINET 식용 형태의 소금은 일반적으로 조미료 및 식품 방부제로 사용된다. 염화 나트륨의 또 다른 주요 용도는 영하의 날씨에 도로의 제빙이다.Ⅲ. 실험 방법[시약]Sulfanilic acid, Sodium carbonate, Sodium nitrite, N, N-dimethyl aniline, Hydrochloric acid, NaOH, NaCl[기구]비이커, magnetic stir bar, 항온수조, 교반기, 부흐너 깔때기, 부흐너 플라스크, 거름종이, 아스피레이터, drying oven, 증발접시[Flow chart]Ⅳ. 사용기호g: 질량(무게)K: 절대 온도℃: 녹는점, 끓는점분자량: g/mol밀도: g/cm3용해도: g/mL, g/LⅤ. 참고문헌1) Wikipedia, “methyl orange”, https://en.wikipedia.org/wiki/Methyl_orange (23.11.30)2) 사이언스올, “다이아조화반응”https://www.scienceall.com/%EB%8B%A4%EC%9D%B4%EC%95%84%EC%A1%B0%ED%99%94-%EB%B0%98%EC%9D%91diazo-reaction-%E2%94%80%E5%8F%8D%E6%87%89/ (23.11.30)3) Wikipedia, “coupling reaction”, https://en.wikipedia.org/wiki/Coupling_reaction (23.11.30)4) Wikipedia, “dye”, https://en.wikipedia.org/wiki/Dye (23.11.30)5) Wikipedia, “sulfanilic acid”, https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfanilic_acid (23.12.09))6) Wikipedia, “sodium carbonate”, https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_carbonate (23.12.09)7) Wikipedia, “sodium nitrite”, https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_nitrite (23.12.09)8) Wikipedia, “dimethylaniline”, https://en.wikipedia.org/wiki/Dimethylaniline (23.12.09)9) Wikipedia, “sodium hydroxide”, https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_hydroxide (23.12.09)10) Wikipedia, “sodium chloride”, https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_chloride (23.12.09)

공학/기술| 2023.12.29| 6페이지| 1,000원| 조회(141)

예비보고서, 화학공학과, 전공기초실험2, 메틸 오렌지 합성

미리보기

닫기