1) 크로마토그래피혼합물이 용매를 따라 이동할 때. 서로 다른 분자가 다른 세기로 흡착제와 상호 작용하고, 따라서 이동 속도에도 차이를 보이는 현상을 이용한 혼합물 분리 방법이다. 이로 인해 여러 가지 혼합물을 분리할 수 있는 것이다. 이는 조작이 간단하고 짧은 시간에 혼합물을 분리할 수 있다. 혼합물의 양이 적고 혼합물을 이루는 성분 물질들이 많아도 한꺼번에 분리할 수 있다는 장점이 있다- 이동상: 정지상과 달리 시료를 이동시키는 기체 또는 액체를 말한다. - 정지상: 판 위에 고정되어 있고, 용해되지 않아서 시료 성분을 머무르게 하는 성질을 갖는다. 예시로 셀룰로스와 실리카젤이 있다.2) 크로마토그래피의 종류- 판 크로마토그래피/ 분리관 크로마토그래피로 크게 나뉜다.- 종이 크로마토그래피: 흡착제는 거름종이를 사용한다. 종이가 정지상의 역할을 하고 전개액이 이동상의 역할을 한다. 모세관을 사용하여 시료 용액을 거름종이의 한쪽 끝에 찍은 다음, 그 거름종이를 적당한 전개액에 담가 두면 시료가 이동상과 함께 전개한다.<중 략>3) 화학결합- 이온결합: 대체로 금속과 비금속 사이에서 발생하는 화학결합이다. 전하를 띠는 음이온과 양이온 사이의 정전기적 인력으로 발생한다. 이온화 에너지가 낮은 원소는 양이온이 되고, 전자 친화도가 높은 원소는 음이온이 되려고 한다. 이때, 양이온과 음이온이 되는 과정은 상대적이다. 결합하는 원소의 특징과 전기 음성도를 고려해서 결정된다. - 공유 결합: 대체로 비금속과 비금속 사이에서 발생하는 화학결합이다. 가장 보편적인 결합이며 서로 전자를 공유한다. 공유 결합으로 인해 분자가 생성된다. 거의 모든 유기 화합물과 일부 무기화합물은 공유 결합을 형성한다. 금속 원자 또는 이온에 전자쌍을 제공하는 리간드와의 결합을 배위 결합이라고 한다. 이는 공유 결합의 한 종류이다.
1) 산과 염기- 산: 수용액 상태에서 산성을 나타내는 물질을 가리킨다. 산성을 띠는 물질은 신맛을 낸다. 리트머스 반응은 푸른색에서 붉은색으로 변하고 BTB 용액에서는 노란색이 되고 메틸오렌지와의 반응에서는 붉은색을 나타낸다. 이는 전해질로 전기가 잘 통하는 성질이 있다. 산은 강산과 약산으로 나눌 수 있다. 강산의 경우는 아세트산의 함량이 매우 높은 물질이고 수용액에서 높은 정도로 해리된다. 따라서 피부나 점막에 손상을 줄 수 있으니 조심해서 다뤄야 한다. 약산의 경우는 수용액에서 적은 정도로만 해리된다.- 염기: 수용액 상태에서 염기성을 나타내는 물질을 가리킨다. 염기성을 띠는 물질은 쓴맛을 내거나 미끈미끈한 느낌을 준다. 리트머스 반응은 붉은색에서 푸른색으로 변하며, BTB 용액에서는 푸른색을 나타내고 페놀프탈레인 용액에서는 분홍색을 나타낸다. 이는 전해질로 전기가 잘 통하는 성질이 있다. 우리 주변의 염기성으로는 비누, 샴푸, 표백제 등이 있다.<중 략>3) 산의 세기와 염기의 세기- 같은 산성과 염기성을 띠는 수용액이라고 하더라도, 그 농도에 따라 세기가 달라진다. 같은 농도의 반응물과 생성물이 있다면, 양성자는 항상 더 강한 염기 쪽으로 이동한다. 이는 평행에 도달하기 위한 반응이다. 강한 산과 강한 염기가 혼합되면 약한 산과 약한 염기가 된다. 이때 산과 염기가 정확한 비(농도)로 혼합되면 물과 이온성 염을 생성하는 중화 반응이 일어난다. 산성과 염기성은 농도에 의한 해리도가 차이가 나고 이를 강전해질과 약전해질로 구분할 수 있다. 산과 염기의 상대적 세기는 한쪽이 강해지면 다른 쪽은 약해지는 특징을 가진다.
3. Purpose산과 염기의 중화 반응을 이용하여 엔탈피가 상태함수임을 확인한다. 엔탈피는 상태함수이므로 물질의 상태 변화에 따른 엔탈피의 변화량, 즉 반응열은 변화의 경로에 상관없이 언제나 일정하다.<중 략>5) 헤스 법칙- 어떤 반응의 전체 엔탈피 변화는 그 반응을 이루는 각 단계의 엔탈피 변화를 합한 값과 같다. 반응열은 그 반응의 시작과 끝 상태만으로 결정되며, 도중의 경로에는 관계하지 않는다.6) 반응열 (Q) - 화학 반응이 일어날 때는 반드시 에너지의 출입이 따르는데 이때 출입하는 에너지를 반응열이라고 한다. <중 략>6. Method1) 보온병의 열용량 측정➀ 보온병에 40℃ 물 100mL를 넣은 후 안정화되는 온도를 측정한다. (초기 온도)➁ 이후 60℃ 물 100mL를 더 넣은 후 안정화되는 온도를 측정한다. (나중 온도)<중 략>*주의사항*- NaOH의 경우 수분을 잘 흡수하기 때문에 질량을 미리 측정해 놓지 않도록 한다. - 온도를 측정할 때는 열 출입을 차단하기 위해 스티로폼 - 뚜껑을 잘 덮어준다. - 엔탈피 부호를 주의한다.7. Observation - 보온병에 시약을 넣자마자 반응이 시작된다. - 온도가 안정화될 때까지 시간이 오래 걸린다.
1) 실험 배경- 자연에서 얻거나 실험으로 합성한 물질들은 대부분 원하지 않는 불순물과 섞여 있다. - 이러한 혼합물에서 원하는 순수한 물질을 분리하는 것은 화학 실험에서 매우 중요한 과정이다.2) 재결정- 용해도: 용매 100g에 녹을 수 있는 최대의 양. - 용해도의 차를 이용하여 결정성 물질을 정제하는 일을 일컫는다. - 용해 과정은 대체로 흡열 과정으로 온도가 증가할수록 용해도가 증가하지만, 일부는 발열과정으로 그와 반대되는 경우가 있다. - 아세트산 소듐은 발열 반응을 일으키는 용액으로 온도가 높을수록 용해도가 감소한다. - 온도 차에 의해 용해도가 아주 다를 경우 사용하기 적합하다.3) 용매의 선택- 불순물의 용해도가 크고 원하는 물질에 대한 용해도가 비교적 작은 용매- 온도에 따른 용해도 차이가 큰 용매4) 아세트아닐라이드와 벤조산 혼합물의 분리 및 재결정- 두 화합물은 물에는 비슷하게 녹지만, 벤조산은 염기성 용액에서 해리되기 때문에 NaOH를 첨가하면 벤조산의 용해도가 커진다. - 염기성 용액에서 아세트아닐라이드를 침전으로 분리한 다음 HCl을 첨가하여 산성으로 변화시켜 주면 다시 벤조산의 침전을 얻을 수 있다.5) 눈금 실린더 사용법- 유리 기구의 눈금을 읽기 전에 유리 벽에 묻은 액체가 모두 흘러내리도록 충분히 기다려야 한다. - 눈금이 새겨진 부분을 수직이 되도록 세운 후에 눈금을 읽어야 한다. - 눈금을 읽을 때는 눈의 높이가 액체의 눈금과 같이 되게 한다. - 부피를 측정하는 유리 기구는 시험에 필요한 정밀도와 사용 목적에 알맞은 것을 선택해서 사용해야 한다. 6) 여과장치 사용법➀ 여과 삼각 플라스크 위에 실리콘 마개를 끼운 뒤 그 위에 뷰흐너 깔때기를 설치한다. ➁ 뷰흐너 깔때기 위에는 거름종이를 설치하고, 걸러주고자 하는 용매로 먼저 적셔준 뒤 거름종이가 반드시 뷰흐너 깔때기에 흡착되도록 한다.
5. Theory1) 유기 합성현대 화학의 핵심이라고 불리는 유기 합성은 합성 의약품의 발전은 인류 건강 증진에 핵심적으로 이바지한다. 유기 합성은 화합물의 3차원 구조까지 조절해야 하며, 반응의 수율을 높이고 불순물을 최대한 제거해야 한다.2) 아스피린1890년에 처음 합성되어 사용되고 있는 가장 성공적인 의약품의 하나인 아스피린은 가장 오래된 합성 의약품이다. 이는 해열진통제로 사용되며 아세틸 살리실산은 약간의 신맛을 지닌 무취의 백색 결정 또는 결정성 분말 상태의 물질로서 물에 잘 녹지 않으나 습기를 흡수하여 가수분해가 일어나서 살리실산과 아세트산으로 된다. 유기 화합물인 아세틸 살리실산의 구조는 방향족 벤젠 분자에 카복실기와 에스터기가 결합한 비교적 간단한 구조로 되어 있다.아스피린은 진통, 해열, 항류머티즘, 혈소판 응집 저해제로 감기와 두통과 같은 증상에 사용되고 최근에는 신경통, 요통, 관절통과 혈전증 치료와 예방에 사용된다. 진통 효과는 중추신경의 억제 및 말초신경에 작용하며, 해열 효과는 간뇌 시상하부의 온열 중추에 작용한다.3) 아스피린의 합성아세틸 살리실산은 벤젠 구조에 카복실기와 에스터기가 결합한 형태이다. 이 에스터기는 살리실산의 하이드록시기에 무수 아세트산의 아세틸기가 에스터화 반응을 통해 결합하여 만들어진다.