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금오공대 일반화학실험2 양이온 정성분석 실험 보고서

일반화학실험2 보고서주차 결과보고서실험제목양이온 정성분석초록이번 주차 실험에서는 용액 속에 녹아있는 여러 가지 양이온을 체계적인 분석을 통하여 존재를 확인하고이들의 침전반응과 평형을 이해하는 데에 목적이 있다.화학 분석에는 정성분석과 정량분석과 기기분석이 있다. 이번 실험에서는 정성분석에서 양이온의 정성분석을 하였다. 양이온의 정성분석은 물질의 화학적 성질을 이용하여, 용액 속에 녹아있는 이온의 종류를 알아내는 것이다.-화합물의 용해도를 이용하여 6개의 족으로 구분양이온의 계통분석법은 분족 시약을 사용하여 침전되는 것과 용해되는 것들을 나누어 각 족을 구분하고 양이온과 반응하여 만들어지는 화합물의 용해도를 이용해서 6개 족으로 구분한다. (cf. 족은 주기율표의 족이 아니라, 분족 시약과 반응해서 침전을 만드는 특성에 따라 양이온 구분을 위해서 사용) 분족 시약은 침전 특성을 이용해서 양이온을 구분하는데 사용되는 침전 분리 시약이다.족분족시약침전물비고1족HCl염화물rmAgCl,PbCl _{2} ,Hg _{2} Cl _{2}2족rmH _{2} S(0.3M``HCl)황화물rm HgS,`PbS,`Bi _{2} S _{3} ,`CuS,`CdS산성용액3족RMNH _{4} OH-NH _{4} Cl수산화물rmFe(OH) _{3} ,`Al(OH) _{3} ,Cr(OH) _{3}암모니아완충용액4족RM(NH _{4} ) _{2} S황화물rm N`iS,``CoS,`ZnS,`MnS염기성용액5족RM(NH _{ 4}) _{ 2}CO _{ 3}탄산염RMBaCO _{3} ,`CaCO _{3} ,SrCO _{3}6족RM(NH _{4} ) _{2} CO _{3}침전안됨RMMg ^{2+} ,Na ^{+} ,K ^{+} ,NH _{4}^{+}이번 실험에서는 1족 양이온 중에서rm Ag ^{+} ,`Pb ^{2+}양이온을 분리하여 확인하도록 한다.1) 1족 양이온의 분리 1-1.Pb ^{2+}의 확인?rm Pb _{``````````(aq)}^{2+} +`2Cl _{(aq)} rarrow PbCl _{2``(s) _{``}} :흰색침전rm PbCl _{2``(s)} rarrow Pb _{``````````(aq)}^{2+} +2Cl _{(aq)}^{-} (뜨거운물)?Ag _{``````(aq)}^{+} +`Cl _{`````(aq)}^{-} rarrow ``AgCl _{(s)} :흰색침전,rm Pb _{``````````(aq)}^{2+} +`CrO _{``````````````(aq)}^{2-} rarrow PbCrO _{4} (s)`노란색`침전1-2.Ag ^{+}의 확인rmAgCl _{(s)} +2NH _{3```(aq)} rarrow `Ag(NH _{3} ) _{2`````````(aq)}^{``+} +Cl _{(aq)}^{-}Ag(NH _{3} ) _{2`````````(aq)}^{``+} +2H _{````````(aq)}^{`+`} +Cl _{`````(aq)}^{-} rarrow AgCl _{(s)`} 흰색침전+`2NH _{4``````(aq)}^{`+}주차 실험 때 필요한 실험기구는 원심분리용 시험관(100mL), 시험관(10mm),유리막대, 가열기, 원심분리기이고 시약은 양이온 혼합용액(0.1M:Pb(NO _{3} ) _{2} `,`Fe(NO _{3} ) _{3} ,`AgNO _{3,`} Cr(NO _{3} ) _{3}), 3M HCl, 0.5MK _{2} CrO _{4}, 3MNH _{3},RM3M``HNO _{3}이다. 실험방법은 먼저1. 양이온 1족의 침전 얻기, 1. 혼합용액 2ml을 원심분리관에 넣는다. 2. 3M HCl 용액 4방울을 가하여 잘 저어준 다음 원심분리기로 침전을 분리한다. (1000rpm/1분)3. 윗 부분의 맑은 용액을 기울여 따라 내거나 일회용스포이드로 뽑아내면 침전만을 얻을 수 있다.→ 침전1두 번째는Pb ^{2+} 확인하기이다. 2-1. 침전 1이 들어 있는 원심분리관에 증류수 1mL를 넣는다. 2-2. 가느다란 유리막대로 잘 저어 준다.(1족 이외의 다른 이온들 제거). 2-3. 원심분리기로 다시 분리한다. (1000rpm/1분) 2-4. 윗부분의 맑은 용액을 다른 시험관으로 옮기고 침전만을 분리한다.2-5(2-4)의 침전이 들어 있는 원심분리관에 증류수 3ml 를 넣고, 80~90 ℃ 물 속에 3분 동안 담궈 가열한 후 뜨거운 상태로 원심분리 후 윗부분의 맑은 용액은 빨리 다른 원심분리관에 옮긴다.→ 분리용액 1침전은 잘 보관한다. → 침전 22-6. Pb2+ 의 침전, (2-5)의 분리용액 1 에 0.5MK _{2} CrO _{4} 용액 3 방울을 가하여 이때 생긴 침전물의 색을 확인한다.세 번째 Ag+ 검출3-1. (2-6)의 침전2에 3M NH3 용액 10방울 가하고 잘 저어준다. 이때 주의해야 할 점은 진한 NH3 용액이 피부나 옷에 묻지 않도록 하는 것이다.3-2. (3-1)의 용액을 원심분리하여 윗부분의 용액을 다른 원심분리 관에따라 내어 보관한다. → 분리용액 33-3. 분리용액 3에RM3M``HNO _{3}용액을 20방울 가한 후, 유리막대 끝에 용액을 찍어서 pH 시험지에 묻히고표준변색표의 색과 비교하여 pH가 산성인지 확인한다. (pH paper 붉은색)이때 생긴 침전물의 색을 확인한다.실험시 주의사항은 1. Pb의 염은 유독하고, 크롬산 이온은 발암성 물질이며, 실험에 사용되는 시약은 중금속 물질 및 독극물이므로 사용에 각별히 주의 해야한다. 2. 강산 및 강염기 시약을 사용하므로 흡입하거나 손, 옷 등에 묻지 않도록 한다. 3. 시료 용액을 반응시약과 혼합하는 과정에서 시험관(원심분리관) 입구를 손가락으로 막고 흔들지 말아야 한다. 4. 원심분리기의 사용법에 대해 숙지하고 사용하도록 한다. 5. 원심분리관 (시험관)에 표지(라벨)를 확실히 붙여서 혼동이 일어나지 않도록 한다.실험결과 HCl용액을 넣었을 때는 흰색 침전물 발생했고, 가열된 증류수에 넣었을 때는 침전물 약간 노랬고 용액은 반투명,K _{2} CrO _{4}을 넣었을때는 노란색 침전물 발생, 용액도 노란색,NH _{3}넣었을 땐 황색의 침전물 발생,rmHNO _{3}넣었을 땐 하얀색 침전물, 용액은 반투명이었다. pH종이로 산성인지 확인해보았을 때 빨간색이 나와 산성임을 확인할 수 있었다. 이 실험에서 오차를 줄이려면 정확히 시약의 양을 측정하여 넣고 관찰도 주의 깊게 하고, 다른 시약을 넣거나 섞을 때 썼던 실험도구(유리막대 등)을 잘 구분하여 쓰면 오차가 덜 발생할 것으로 판단된다.수치 및 결과1. 양이온 혼합물(미지 시료)의 정성분석첨가된 용액관찰 현상양이온의 종류(미지시료)HCl

자연과학| 2023.12.08| 3페이지| 1,500원| 조회(265)

일반화학실험, 실험, 양이온 정성분석

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금오공대 일반화학실험2 합성섬유 나일론 끈 보고서

일반화학실험2 보고서주차 결과보고서실험제목합성섬유 나일론 끈초록이번 주차 실험에서는 최초의 합성 고분자인 나일론의 합성을 통하여 고분자의 특성을 이해하는 데에 목적이 있다.고분자(Polymer)란 많은 수의 단량체(monomer)인 소단위체 들이 반복적으로 결합된 분자이고, 수백 개에서 수십만 개의 원자들이 공유결합으로 연결된 복잡한 구조이다. 또 분자량(Mw)이 10,000보다 크다. (분자량(Mw) >10,000)천연고분자의 종류에는 섬유: 면, 마, 견, 고무: 천연 고무, 기타: 녹말(당), DNA, RNA, 단백질이 있고, 합성고분자에는 섬유: 폴리에스테르, 나일론, 테플론, 고무: 폴리우레탄, 기타: 폴리프로필렌(PP), PVC, PMMA, PC, 멜라민 수지, 페놀수지, PE가 있다.작은 분자들이 반복적으로 합쳐져서 고분자를 형성하는 과정을 중합이라고 한다. 중합에는 단위체가 성장하여 고분자를 형성하기 위해 작은 분자가 빠져 나오는 특징을 가진 축합 중합(Condensation Pz)이 있고, 단위체들이 원자의 손실 없이 반응하여 새로운 사슬의 고분자를 형성하는 특징을 가진 첨가 중합(Addition Pz)이 있다.나일론은 합성 폴리아미드(polyamide) 를 지칭하는 것이고 출발물질인 단량체의 탄소수에 따라 nylon m, n형 (m:diamine, n:diacid 탄소 원자수), nylon n형으로 분류된다.서로 섞이지 않는 두 액상에 한 성분 시약을 각각 용해하여 접촉시켜 두 용액의 계면에서 일어나는 중합 반응을 계면중합이라고 한다. 반응이 두 액상 사이에서 비가역적으로 일어난다. 상온, 상압에서의 반응하고, 정확한 화학양론적 비율을 맞추지 않아도 되고, 짧은 시간에 중합체를 얻을 수 있다.이 실험에서 필요한 실험기구와 시약은 비커 250mL, 100mL, 500mL, 유리막대, 화학저울, 피펫/피펫 펌프, 감압 거름 장치, 핀셋, 헥사메틸렌다이아민 1.2g, 염화세바코일 1.2mL, 다이클로로메탄 25mL, NaOH 0.2~0.4 g, 페놀프탈레인 2~3방울이다.실험 방법은1. 250ml 비커에 다이클로로메탄 20mL를 넣은 후,염화세바코일 1.2mL를 눈금피펫으로 취하여 녹인다. ? A2. 100mL 비커에 헥사메틸렌디아민 1.2g (혹은 1.2mL)과 NaOH 0.2~0.4g, 2방울의 페놀프탈레인 용액을 담은 후 40mL의 증류수에 녹인다. ? B3. B 용액을 A 비커의 벽을 따라 서서히 부어 넣으면 두 용액의 계면에서 나일론 필름이 생성된다.4. 생성된 나일론 필름을 그림처럼 핀셋으로 조심스럽게 끌어 올려 유리막대에 감는다.5. 계면에서 나일론 필름이 더 이상 만들어지지 않을 때까지 유리막대로 나일론 끈을 감아올린다. (* 이때 필름을 손으로 만지지 않도록 한다.)6. 거름종이 및 250ml비커의 무게를 측정한다. 합성된 나일론을 증류수 100mL로 1차 세척, 증류수 200mL로 2차 세척하고 감압하여 250ml비커에 회수한다.7. 100℃ 이하의 오븐에서 약 1시간 정도 건조 후 꺼내어 무게를 측정한다.8. 수득률을 계산한다. (수득량 =거름종이 무게+비커 무게+나일론 무게? 비커 무게 ?거름종이 무게)실험 결과 B비커 용액에 페놀프탈레인 용액을 넣으니 적색을 띠었는데, 이는 NaOH로 인해 이 용액이 염기성이라서 적색을 띠는 것이다. A비커 용액에 B비커 용액을 넣어 실험을 진행할수록 색이 조금 옅어지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 NaOH와 반응에 의해 생성되는 HCl이 반응하기 때문에 옅어지는 것이라고 할 수 있다. A비커 용액에 B비커 용액을 넣으니 하얀 나일론이 생성되는 것을 관찰하였다. 생성된 나일론을 핀셋과 유리막대로 끌어올려 감아보니 나일론이 긴 끈처럼 올라오는 것 또한 관찰할 수 있었다. 염화세바코일의 사용 질량은 1.3452g 몰수는 0.00563mol, 헥사메틸렌디아민의 사용량 질량은 1.216g, 몰 수는 0.0105mol이고, 수산화나트륨의 사용 질량은 0.32g, 몰 수는 0.008mol이었다. 이론적 생성량을 구하니 1.59g이 나왔고, 그리고 실험에서의 실제 수득량은 13.5g으로 수득률을 구해보니 827.044%가 얻어졌다. 이론적 생성량과 수득량이 크게 차이가 났던 원인은 1시간 정도 건조를 시켰는데, 이 시간 안에 완전히 건조되지 않아 나일론 또는 거름종이가 수분을 머금고 있어 이론적 생성량과 큰 차이가 났을 것으로 판단되고, 또 실험에서의 나일론의 몰질량과 고분자인 나일론의 이론적 몰질량 값(282.43g/mol)에서 차이가 나 수득률이 크게 계산됐을 수 있을 것으로 판단되었거나 실험 시약들의 무게를 측정하고 넣는 과정에서 시약들이 덜 들어가거나 더 들어가 수득률이 크게 나왔을 경우도 있을 것으로 판단된다. 수득률이 너무 크게 나오지 않게 하기 위해서는 실험 후 나일론을 좀 더 충분한 시간을 가지고 건조시키고, 실험 시약들을 최대한 정확히 측정하고, 사용할 때 집중해서 사용한다면 이론적 생성률과 비슷한 양의 나일론을 얻을 수 있을것으로 판단한다.수치 및 결과1. 나일론의 합성시약사용량(g)몰수염화세바코일1.2mLTIMES 1.121g/mL=1.3452g{1.3452g} over {239.14g/mol} =0.00563mol헥사메틸렌디아민1.216g{1.216g} over {116.21g/mol} =0.0105mol수산화나트륨0.32g{0.32g} over {39.997g/mol} =0.008mol-나일론의 이론적 생성량0.00563molTIMES {282.43g} over {mol}=1.59g-실험에서의 수득량 (비커:115.95g, 거름종이:1.31g)130.41-117.26(비커+거름종이)=13.15g-수득률{13.15g} over {1.59g} TIMES 100%=827.044%2. 헥사메틸렌디아민 수용액에 수산화나트륨을 넣는 이유는 무엇인가?염화세바코일과 헥사메틸렌디아민의 중합반응에서 HCl이 생성되는데 HCl은 디아민을 반응성이 없는 염화수소아민염으로 만들어 반응성을 크게 떨어뜨리기 때문에, 이를 방지하기 위해 NaOH를 넣는다.3. 염화세바코일과 핵사메틸렌디아민을 반응시켜 나일론 6, 10을 만들 수 있다. 이 반응식의 반응식을 기술하여라.결론이번 실험에서는 염화세바코일과 다이클로로메탄이 들어 있는 용액에 헥사메틸렌디아민과 NaOH가 들어 있는 용액을 부어 합성된 나일론을 얻고, 수득률을 구해보았다.실험 결과 헥사메틸렌디아민과 NaOH이 들어 있는 용액에 페놀프탈레인 용액을 넣으니 적색을 띠었는데, 이는 NaOH로 인해 이 용액이 염기성이라서 적색을 띠었고, 헥사메틸렌디아민과 NaOH, 페놀프탈레인 용액이 들어 있는 용액을 다이클로로메탄과 염화세바코일이 들어 있는 용액에 넣어 실험을 진행할수록 NaOH와 반응에 의해 생성되는 HCl과의 반응으로 인해 색이 조금 옅어지는 것을 확인할 수 있었다. A비커 용액에 B비커 용액을 넣으니 하얀 나일론이 생성되는 것을 확인하였다. 생성된 나일론을 핀셋과 유리막대로 끌어올려 감아보니 나일론이 긴 끈처럼 올라오는 것 또한 관찰할 수 있었다. 염화세바코일의 사용 질량은 1.3452g 몰수는 0.00563mol, 헥사메틸렌디아민의 사용량 질량은 1.216g, 몰 수는 0.0105mol이고, 수산화나트륨의 사용 질량은 0.32g, 몰 수는 0.008mol이었다. 이론적 생성량을 구하니 1.59g이 나왔고, 그리고 실험에서의 실제 수득량은 13.5g으로 수득률을 구해보니 827.044%가 얻어졌다. 이론적 생성량과 수득량이 크게 차이가 났던 원인은 1시간 정도 건조를 시켰는데, 이 시간 안에 완전히 건조되지 않아 나일론 또는 거름종이가 수분을 머금고 있어 이론적 생성량과 큰 차이가 났을 것으로 판단되고, 또 실험에서의 나일론의 몰질량과 고분자인 나일론의 이론적 몰질량 값(282.43g/mol)에서 차이가 나 수득률이 크게 계산됐을 수 있을 것으로 판단되었거나 실험 시약들의 무게를 측정하고 넣는 과정에서 시약들이 덜 들어가거나 더 들어가 수득률이 크게 나왔을 경우도 있을 것으로 판단된다. 수득률이 너무 크게 나오지 않게 하기 위해서는 실험 후 나일론을 좀 더 충분한 시간을 가지고 건조 시키고, 실험 시약들을 최대한 정확히 측정하고, 사용할 때 집중해서 사용한다면 이론적 생성률과 비슷한 양의 합성된 나일론을 얻을 수 있을 것으로 판단한다.

자연과학| 2023.12.08| 4페이지| 1,500원| 조회(214)

나일론, 합성섬유, 나일론 끈

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금오공대 일반화학실험2 시계반응 보고서

주차 보고서실험제목시계 반응초록이번 주차 실험에서는 시계반응을 이용해서 반응속도의 차이가 큰 반응단계가 연속적으로 일어나는 화학반응의 특성을 알아보는 데에 목적이 있다.화학반응속도식은rm V=k LEFT [ A RIGHT ] ^{m} LEFT [ B RIGHT ] ^{n`} ``````(`k는`반응속도의`상수)이다. 여기서 k는 속도상수로 반응속도와 반응물 농도 간의 비례 상수이고 온도의 영향을 받는다. 반응속도식에서 m,n은 반응차수이며 실험에 의해서만 구할 수 있다.A 분자 2mol이 소모되면 B 분자 1mol이 생성되는 반응2A rarrow B (A:반응물, B:생성물) 의 반응속도(v)=- {1} over {2} {TRIANGLE LEFT [ A RIGHT ]} over {TRIANGLE t} = {TRIANGLE LEFT [ B RIGHT ]} over {TRIANGLE t}로 A가 소모되는 속도는 B의 생성 속도보다 두배 빠르다.※ aA + bBrarrow cC + dD, 반응속도(v)=- {1} over {a} {TRIANGLE LEFT [ A RIGHT ]} over {TRIANGLE t} =- {1} over {b} {TRIANGLE LEFT [ B RIGHT ]} over {TRIANGLE t} = {1} over {c} {TRIANGLE LEFT [ C RIGHT ]} over {TRIANGLE t} = {1} over {d} {TRIANGLE LEFT [ D RIGHT ]} over {TRIANGLE t}반응 메커니즘은 화학반응이 여러단계를 거치면서 진행되는 일련의 과정을 ‘반응 메커니즘’이라고 한다.1단계:A rarrow B 속도상수rm k _{1} (느린 단계)( rm k _{1} < `k _{2} ) 2단계:B rarrow C 속도상수rm k _{2} (빠른 단계)A rarrow B로 변환되는 속도는 매우 느리기 때문에, B가 만들어지면 바로 C로 변환된다. 최종생성물 C의 생성속도는 B가 얼마나 빨리 만들어지는가에 의해 결정된다. 반응이라고 한다.rm 1단계:`2I _{```````````(aq)}^{-} +S _{2} O _{8````````````(aq)}^{2-} rarrow `2SO _{4```````````(aq)}^{2-} +I ` LSUB {2`````(aq)}```:slow,`속도결정단계#rm 2단계:`I _{2`````(aq)} +2S _{2} O _{3`````````(aq)}^{2-} rarrow `2I _{``}^{-} `` _{(aq)} +`S _{4} O _{6```````````(aq)}^{2-} ```:fastrm 반응속도= {d LEFT [ I _{2} RIGHT ]} over {dt} =k LEFT [ I ^{-} RIGHT ] ^{m} LEFT [ S _{2} O _{8}^{``2-} RIGHT ] ^{n}LEFT [ I _{2} RIGHT ] 확인:`녹말`지시약`사용,`I _{2} :논말`착물(진한`청색` SIM 담갈색)#rm (진한`청색` SIM 담갈색)이나타나는시간=` LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ] +1단계`반응속도#BULLET 청색(담갈색)이`나타날`때까지의`시간`측정.#BULLET 측정`값으로부터`속도`상수`k와`반응차수`m,n을`결정`.이번 실험에서 필요한 시약은 0.2M KI 용액 (요오드화칼륨 용액), 2M KCl 용액 (염화칼륨 용액), 0.1M(NH _{4} ) _{2} S _{2} O _{8}용액 (과산화이황산암모늄 용액), 0.1M(NH _{4} ) _{2} SO _{4}용액 (황산암모늄 용액), 0.005MNa _{2} S _{2} O _{3}용액(티오황산나트륨 용액), 녹말 지시약이다. 필요한 실험기자재는 비커(100mL) 3개, 비커(50mL) 6개, 피펫(10mL) 5개, 피펫펌프(10mL) 3개, 온도계, 마그네틱바 1개, 초시계, 교반기이다.실험 방법은 첫 번째, 피펫을 사용해서 아래의 표대로 비커1과 2에 용액을 정확하게 측정하여 넣는다.반응50mL 비커150mL 비커2용량농도/물질용량농0.1M(NH _{4} ) _{2} S _{2} O _{8}10mL0.1M(NH _{4} ) _{2} SO _{4}두 번째, 100mL 비커에 0.05MNa _{2} S _{2} O _{3}용액 10mL를 정확하게 측정헤서 넣고 녹말 지시약 2~3방울을 넣어 교반기로 교반시킨다. (rpm 250 유지) 세 번째는 교반시키고 있는 100mL 비커에 비커1과 비커2의 용액을 손실 없이 가능한 빨리 붓고, 용액이 다 들어간 순간부터 시간을 측정한다. 네 번째, 반응 용액의 색이 변색되는 순간까지의 시간을 측정하여 기록하고, 용액의 온도를 측정하여 기록한다. 다섯 번째, 반응 2와 반응3에 대해 과정 두 번째~ 네 번째를 실시하여 온도를 측정한다. 주의사항은 농도에 의한 반응속도의 영향을 보는 것이므로 용액을 피펫으로 정확히 측정하여 넣고, 이 실험은 일정한 온도에서 진행해야 한다. 또 실험시 시약 넣는 순서를 지키고 용액의 색이 갑자기 변하므로 주의 깊게 관찰해 시간을 기록한다.실험 결과 반응 1,2,3의 변색까지의 시간은 순서대로 52초, 106초, 123초로 반응속도가 제일 빠른 것은 반응1, 그다음은 반응2, 마지막은 반응3으로 관찰되었다. 반응 비커 속의RMLEFT [ I ^{-} RIGHT ]초기 농도는 반응1,2,3 순서대로 0.08M, 0.04M, 0.08M이고RMLEFT [ S _{2} O _{8}^{2-} RIGHT ]의 농도는 0.04M, 0.04M, 0.02M로 나타났다. 이 값들을 관찰 해보았을 때 용액의 농도가 진할수록 반응속도가 빠르다는 것을 관찰 할 수 있었다. 그리고 상대적 반응속도의 값은 먼저 반응1은 0.019s^{ -1}, 반응2는 0.009s^{ -1}, 반응3은 0.008s^{ -1}이 나왔다. 온도는 13℃, 14℃로 차이가 얼마 나지 않았다. 반응차수 계산 결과 m=1, n=1, 속도상수는rmk _{1}=5.93M ^{-1} S ^{-1},rm k _{2}= 5.63M ^{-1} S ^{-1},rm k _{3}=5M ^{-1 판단되고, 실험 때 온도가 1℃차이로 미세한 차이지만 이 차이로 인해 오차가 발생되었을 것으로 판단되고, 또 KI,(NH _{4} ) _{2} S _{2} O _{8}용액 제조할 때 시약들의 양이 완전히 들어가지 않아 미세한 오차가 발생했을 것으로 판단된다.이 오차를 줄이기 위해서는 실험도구들을 깨끗이 씻어 사용하고, 온도를 최대한 같게 하여 실험을하고 용액제조 할 때 시약들의 양을 정확히 넣어 제조한다면 좀 더 정확한 실험이 될 것으로 판단한다.수치 및 결과0.2M KI 용액 100mL제조0.2mol/LTIMES 0.1LTIMES 166g/mol=3.32g, KI=3.32g0.1M(NH _{4} ) _{2} S _{2} O _{8}용액 100mL제조0.1mol/LTIMES 0.1LTIMES 228.2g/mol=2.28g,(NH _{4} ) _{2} S _{2} O _{8}=2.28g1.농도에 따른 반응 속도 측정반응변색까지의 시간t (s)반응 비커 속의 초기 농도(M)상대적 반응속도 1/t (s^{ -1})온도℃RMLEFT [ I ^{-} RIGHT ]RMLEFT [ S _{2} O _{8}^{2-} RIGHT ]152s{20mL} over {50mL} TIMES 0.2M=0.08M{20mL} over {50mL} TIMES 0.1M=0.04M0.019s^{ -1}13℃2106s{10mL} over {50mL} TIMES 0.2M=0.04M{20mL} over {50mL} TIMES 0.1M=0.04M0.009s^{ -1}14℃3123s{20mL} over {50mL} TIMES 0.2M=0.08M{10mL} over {50mL} TIMES 0.1M=0.02M0.008s^{ -1}13℃2.반응 차수의 계산rm 반응속도=k LEFT [ I ^{-} RIGHT ] ^{m} LEFT [ S _{2} O _{8}^{``2-} RIGHT ] ^{n}반응1과 반응2에 대하여 각각 반응 속도 1,2라 하면 다음 관계식이 성립된다.반응속도1= 0.019 =k LEFT [2{}^{m}=2.1APPROX 2, m=1반응속도1= 0.019 =k LEFT [ 0.08 RIGHT ] ^{m} LEFT [ 0.04 RIGHT ] ^{n}반응속도3= 0.008 =k LEFT [ 0.08 RIGHT ] ^{m} LEFT [ 0.02 RIGHT ] ^{n}{반응속도1} over {반응속도3}=2{}^{n}=2.4APPROX 2, n=1.m:1, n:1k=rm {V} over {LEFT [ I ^{-} RIGHT ] ^{m} LEFT [ S _{2} O _{8}^{2-} RIGHT ] ^{n}}rm k _{1} = {0.019} over {LEFT [ 0.08 RIGHT ] LEFT [ 0.04 RIGHT ]}=5.93M ^{-1} S ^{-1}rm k _{2} = {0.009} over {LEFT [ 0.04 RIGHT ] LEFT [ 0.04 RIGHT ]}=5.63M ^{-1} S ^{-1}rm k _{3} = {0.008} over {LEFT [ 0.08 RIGHT ] LEFT [ 0.02 RIGHT ]}=5M ^{-1} S ^{-1}(평균)k={1} over {3}(rm k _{1}+rm k _{2}+rm k _{3})= 5.52M ^{-1} S ^{-1}3. 생각해보기반응속도에 영향을 미치는 인자들에 대해 기술하여라.반응속도에 영향을 미치는 인자는 5가지가 있다.1, 농도: 농도가 증가하면 단위 부피 당 입자 개수가 많아져 충돌 횟수가 늘어 반응속도가 빨라진다.2. 온도: 온도가 상승하면 운동에너지가 증가하여 입자들의 부딪힘, 즉 충돌 횟수가 증가하여 반응속도가 빨라진다.3. 압력(기체만 해당됨): 압력이 증가하면 단위 부피 당 입자 수가 늘어나 반응속도가 빨라진다.4. 반응물질이 고체인 경우에는 표면적이 증가할수록 충돌 횟수가 늘어나 반응속도가 빨라진다.5. 촉매: 정촉매를 넣어주면 활성화 에너지가 낮아져 반응속도가 빨라진다.결론이번 주차 실험은 용액의 농도에 따른 반응속도를 측정하여 그 값들을 이용해 반응차수와 속도상수를 구해보커 속의

자연과학| 2023.12.08| 4페이지| 1,500원| 조회(152)

일반화학실험, 금오공대, 시계반응

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금오공대 일반화학실험2 비누만들기 보고서

일반화학실험2 보고서주차 보고서실험제목비누 만들기초록이번 주차 실험에서는 동물성과 식물성 기름을 이용한 비누화 반응을 이해하고 천연 비누 제조하는 데에 목적이 있다.두 액체를 혼합할 때 한쪽 액체가 미세한 입자로 되어 다른 액체 속에 분산해 있는 계를 에멀션(Emulsion)이라고 한다. 계면활성제는 에멀션의 특성을 가진 물질인데 하나의 분자에 친수성 머리 부분과 소수성 꼬리 부분을 동시에 가지고 있는 양쪽성 분자이다. 계면활성제 분자들은 자발적으로 회합하여 대략적으로 구의 모양을 갖는 미셀을 형성한다.① 정상미셀(normal micelle): 계면활성제를 물에 첨가할 때 형성② 역미셀(reverse micelle): 계면활성제를 유기용매에 첨가할 때 형성비누는 지방산의 알칼리염으로 긴 사슬 모양의 알킬기(소수성)와 카르복실기(친수성)를 가지고 있어 계면활성제로 작용한다.비누화 반응은 에스테르화의 역반응이다.?에스테르화?비누화지방 1g을 비누화시키는 데 필요한 KOH의 양(mg)을 비누화 값이라고 하고 지방에 들어있는 알킬기(R)가 길수록 비누화 값이 작아진다.?염석효과- 수용액에 무기염류 등을 가하여 용질을 석출시키는 일로 용액 중에서 만들어진 비누를 분리하기 위해서 염화나트륨과 같은 전해질을 용액에 넣어 준다.- NaCl과 같은 전해질은 물 속에서 모두 해리하기 때문에 전해질의 이온보다 극성이 작은 비누분자들을 서로 엉기게 하는 효과이다.실험에 필요한 기구는 비커 (500mL)1개, 비커(250mL)1개, 약수저, 유리막대, 가열기, 비누 형틀 각각 1개이고 시약은 식용유 15g, KOH 2.9g, 에센셜 오일이 필요하다.비누베이스로 비누만들기를 먼저 하고 식용유로 비누만들기를 한다. 비누 베이스로 비누만들기 실험 방법은 1. 잘라놓은 비누베이스를 계량한다. (조당 25g이지만 비누 형틀에 들어갈 정도의 양을 준비한다.)2 비누베이스를 교반가열기에 놓고 약수저를 이용하여 완전히 녹인다.3. 비누베이스가 다 녹으면 에센셜오일(2~3방울)과 색소를 약간 넣고 섞는다.----A4. 한번에 비누베이스를 틀 내에 채워주어야 틀 모양에 맞는 비누 제조 가능하다. 이때 기포 발생하지 않도록 한다.5. 상온까지 건조 후 비누틀에서 떼어낸다.식용유로 비누 만들기 실험방법은1. 식용유 15g을 100ml 비이커에 넣고 교반기 위에 올려 가열하며 유리막대로 저어준다.2. 100ml비커에 2.9g KOH를 4ml 증류수에 넣는다. 반응비커(1)에 넣고70~80℃로 가열하며 유리막대를 이용해 용액을 반드시 한 방향으로 잘 저어주어야 한다.3. 20~30분 동안 한 방향으로 저어주면서 가열한다.4. 다음과 같은 방법으로 비누화 반응이 완결되었는가를 확인한다.- 손끝으로 문지르면 미끈미끈, 엷은 비늘 모양- 유리막대로 끈기를 확인, 투명한 풀 모양의 용액- 손에 묻힐 때 기름이나 물방울이 느껴지지 않으며 용액전체가 반투명하고 거품이 있는상태-소량의 알코올을 넣으면 완전 녹는다.5. 다소 응고가 일어나면 알코올을 뿌려 저어주어 유동성을 준다.6. 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조시킨다.(식용유로 만든 비누의 경우 숙성시간이 필요하며 일반적으로 쓰고난 식용유를 사용해 빨래비누를 만드는 경우 형틀에 일주일 이상 따뜻한 온도에서 응고 시킨다.)이 실험에서 비누가 만들어지는 반응은 속도가 느리기 때문에 충분히 오랫동안 저어주면서 가열해야 한다. 그리고 비누에 KOH가 너무 많이 남아 pH가 8.5 이상이면 사용할 수 없다.실험결과 비누베이스로 비누를 제조해보니 실제 우리가 쓰는 비누처럼 만들어졌고 향료(에센셜 오일)를 넣으니 향기도 났다. 식용유로 비누를 만드니 비누화 반응이 일어나 더 이상 기름(식용유)의 미끌거림이 느껴지지 않았고 물을 묻혀 비벼보니 실제 비누처럼 거품이 생겼다.수치 및 결과1. 비누 베이스를 이용한 비누 제조: 교반가열기에 비누 틀에 들어갈 양의 비누베스를 올려 놓고 약수저로 저으며 녹이니 약 15분 뒤에 완전히 다 녹아 빨간색 색소와 라벤더 에센셜 오일을 넣으니 비누베이스가 빨간색으로 바뀌었고 라벤더 향이 났다. 다 녹은 비누베이스를 비누 틀에 붓고 굳히니 딱딱하게 굳어 우리가 일반적으로 쓰는 고체 비누처럼 되었다.2. 식용유를 이용한 비누 만들기: 가열된 식용유에 KOH 용액을 넣고 유리막대로 한 방향으로 저으며 가열해 주었더니 몽글몽글하게 응고가 되더니 20~30분 뒤에 다소 응고가 되어 손으로 이 물질을 문질러보았을 때 기름의 미끌거림이 아닌 비누의 미끌거림이 느껴져 비누화 반응이 완결되었다는 것을 알 수 있었다. 그리고 알코올을 넣어서 유동성을 만들고 종이컵(비누 형틀)에 부었다. 완전히 건조가 될려면 최소 일주일이 걸리기 때문에 정확한 결과는 모르지만 실험 때 비누화 반응이 잘 관찰되었기 때문에 비누로 잘 건조가 되었을 것으로 예상된다.

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일반화학실험, 비누, 비누만들기

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금오공대 일반화학실험2 화학반응 속도와 농도 보고서

주차 결과보고서실험제목화학 반응 속도와 농도초록이번 주차 실험에서는 화학 반응속도를 측정하여 반응물의 농도가 반응속도에 주는 영향을 알아보는 것에 목적이 있다.반응물이 소모되거나, 생성물이 생성되는 속도를 반응속도라고 한다. 단위시간 동안에 감소한 반응물질의 농도 또는 단위시간 동안에 증가한 생성물질의 농도로 나타낸다.반응속도= {반응물질의``농도감소량} over {반응`시간} = {생성물질의`농도증가} over {반응시간}rm 반응속도(v)=- {TRIANGLE LEFT [ A RIGHT ]} over {TRIANGLE t} = {TRIANGLE LEFT [ B RIGHT ]} over {TRIANGLE t} (A:반응물질,`B:생성물질)이다. 이때 음의 부호를 붙이는 이유는 단위시간 동안 반응물 A의 농도가 감소하기 때문에rm TRIANGLE LEFT [ A RIGHT ]는 음의 값이기 때문에 반응속도의 값을 양으로 표현하기 위해서는 음의 부호가 필요하다.반응속도에 영향을 주는 요인은 온도, 농도, 촉매, 반응차수가 있다. 온도가 상승하면 분자의 운동에너지가 증가하여 반응속도가 빨라지고 농도가 증가하면 분자들의 충돌 횟수가 증가하여 반응속도가 빨라진다. 또 촉매는 물질의 반응속도가 빨라지도록 하는 정촉매를 넣어주면 활성화에너지가 낮아져 반응속도가 증가한다. 마지막으로 반응차수가 0차이면 반응속도가 농도와 관계가 없고, 1차 반응이면 반응속도는 반응물질의 농도에 1차적으로 비례한다.rm2차`반응은`A rarrow B`일`때,`반응속도=k LEFT [ A RIGHT ] ^{2} ,`A+B rarrow P``일`때,`반응속도=k LEFT [ A RIGHT ] LEFT [ B RIGHT ] 이다. 마지막으로 3차 반응일 때는RMA+2B rarrow P``일`때,`반응속도=k LEFT [ A RIGHT ] LEFT [ B RIGHT ] ^{2}이다.Na _{2} S _{2} O _{3} 수용액에 HCl 수용액을 넣게 되면Na _{2} S _{2} O _{3} (aq)+2H ^{+} (aq) rarrow S(s)+SO _{2} +H _{2} O+2Na ^{+} (aq)}로Na _{2} S _{2} O _{3}의 환원반응으로 고체상태의 황(S)이 생성되어 수용액이 반투명해진다.이번 9주차 실험에서 필요한 실험 시약은 0.15MNa _{2} S _{2} O _{3}용액과, 2M HCl 용액이다. 준비해야 할 실험 도구는 삼각플라스크 (100mL) 5개, 피펫(10ml) 5개, 메스실린더(100mL) 5개, 교반기이다.실험방법은 펜으로 흰 종이 위에 X자를 표시하고, 동일한 부피의 삼각플라스크 5개를 준비해주고 다음과 같이 0.15MNa _{2} S _{2} O _{3}와 증류수를 각각의 삼각플라스크에 넣는다.삼각플라스크RMNa _{2} S _{2} O _{3}(mL)RMH _{2} O(mL)150*************03051040그다음 1번 삼각플라스크를 X를 그려놓은 흰 종이 위에 올려놓고, 혼합용액을 잘 저으면서 2M HCl 5mL를 1번 삼각플라스크에 넣고 시간을 측정한다. 시간을 측정할 때 염산을 넣은 순간부터 바닥에 표시한 X가 보이지 않을 때까지의 시간을 측정한다. 나머지 4개의 삼각플라스크에 대해서도 위와 같은 절차로 반응시키고 시간을 측정한다.LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ] 와`t,` LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ] 와` {1} over {t}간의 관계를 나타내는 그래프를 그린다.실험 결과 1번 플라스크는 33초가 되었을 때 X가 안 보였고, 2번 플라스크는 43초, 3번은 63초, 4번은 105초, 5번은 208초가 되었을 때 X가 안 보였다. 그리고Na _{2} S _{2} O _{3}의 몰농도는 1번은 0.15M 그대로 이고, 2번은 0.12M, 3번은 0.09M, 4번은 0.06M, 5번은 0.03M의 값이 나왔다. 이 값들을 통해LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ]와 t의 그래프를 그려보았을 때LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ]이 진해질수록 그래프의 모양이 급격히 감소했다가 점점 감소하는 모양이 나타났다. 이를 통해 농도가 진하면 반응속도가 빨라져 X가 안 보이게 되는 시간이 짧아지고, 옅어지면 반응하는 속도가 느려져 X가 안 보이게 되는 시간이 점점 늦춰지는 것을 관찰할 수 있었다.실험에서 오차의 원인은Na _{2} S _{2} O _{3}용액과 증류수의 양을 측정하여 넣을 때 오차가 발생했을 것으로 판단하고 또, X가 보이지 않을 때를 기준으로 시간을 잴 때 X가 보이지 않다는 것의 기준이 명확하지 않아 시간 측정에서 오차가 발생했을 것으로 판단한다. 오차를 줄이기 위해서는 더 정확한 용액의 양을 측정할 수 있는 실험기를 사용하고 측정할 때 집중하고 신중하게 한다면 오차를 줄일 수 있을 것으로 판단되고, X가 보이지 않다는 것의 기준을 실험을 함께하는 사람들과 따로 명확히 정하여 시간을 측정한다면 좀 더 오차를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.수치 및 결과1. 삼각플라스크에 들어있는Na _{2} S _{2} O _{3} 용액 농도 및 반응 시간삼각플라스크Na _{2} S _{2} O _{3}LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ]t (sec){1} over {t}(sec{}^{-1})10.15M33s{1} over {33}s20.15mol/LTIMES 0.04L=0.006mol0.006mol/0.05L=0.12M43s{1} over {43}s30.15mol/LTIMES 0.03L=0.0045mol0.0045mol/0.05L=0.09M63s{1} over {63}s40.15mol/LTIMES 0.02M=0.003mol0.003mol/0.05L=0.06M105s{1} over {105}s50.15MTIMES 0.01M=0.0015mol0.0015mol/0.05L=0.03M208s{1} over {208}s2. 농도와 시간 간의 그래프-LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ]와 t-LEFT [ S _{2} O _{3}^{2-} RIGHT ]와 1/t결론이번 실험에서는Na _{2} S _{2} O _{3}용액의 농도에 따른 화학반응 시간을 측정하여Na _{2} S _{2} O _{3}용액의 농도가 반응속도에 미치는 영향에 대해 분석하였다.실험 결과 1번 플라스크는 33초가 되었을 때 X가 안 보였고, 2번 플라스크는 43초, 3번은 63초, 4번은 105초, 5번은 208초가 되었을 때 X가 안 보였다. 그리고Na _{2} S _{2} O _{3}의 몰농도는 1번은 0.15M 그대로 이고, 2번은 0.12M, 3번은 0.09M, 4번은 0.06M, 5번은 0.03M의 값이 나왔다. 이 값들을 통해

자연과학| 2023.12.08| 3페이지| 1,500원| 조회(205)

보고서, A+, 일반화학실험2, 금옹공대, 화학반응 속도와 농도

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