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용량기 검정과 정해진 농도의 용액 만들기

학번: 이름: 분반: 조교:1. 실험 제목 :용량기 검정과 정해진 농도의 용액 만들기2. 실험 목적 :밀도의 의미를 알고 눈금실린더의 보정을 통해, 에탄올의 밀도를 구하여 이론값과 비교한다.농도의 여러 단위를 익히고, 묽은 염산 용액을 제조할 수 있다.3. 실험 이론 :1) 밀도= 질량/부피(단위 부피 당 들어있는 물질의 질량, g/ml)· 온도와 압력에 따라 변하는 값, 아주 높은 압력이 아니면 압력의 영향은 별로 받지 않지만 온도의 변화에 크게 영향을 받으므로 측정 시 온도가 중요하다.· 부피 측정: 피펫, 뷰렛, 눈금실린더, 부피플라스크-온도에 따라 부피 팽창률이 달라 보정이 필요하다.(보정 인자)-밀도는 온도에 따라 고정된 값이므로, 정확한 질량을 알면 부피를 알 수 있으며, 이를 이용하여 부피를 보정한다.보정인자r=V _{1} /V _{ideal}V _{1}: 이론적 물의 부피V _{ideal}: 실험적 물의 부피2) 농도① 몰농도(molarity): 용액 1L에 들어 있는 용질의 몰수(mol/L=M)몰농도(M)= {용질의`몰수(mol)} over {용액의`부피(L)}② 질량백분율: 용액 중에 있는 용질의 질량을 백분율로 나타냄(%)질량백분율(%)= {용질의`질량} over {용액의`질량} TIMES 100%③ 몰분율(mole fraction, X)X _{A} = {용질A의`몰수(mol)} over {용액`중의`모든`물질의`총`몰수(mol)}④ 몰랄농도(molality): 용매 1kg에 녹아 있는 용질의 몰수(mol/kg)몰랄농도= {용질의`몰수(mol)} over {용매의`질량(kg)}⑤ 노르말 농도(normality, N): 용액 1L 속에 있는 용질의 당량수노르말`농도(N)=몰농도(M) TIMES 당량수(eq/mol)※ 당량수: 산염기 반응에서 몰 당 내어놓을 수 있는 H?(또는 OH?)의 개수황산, H₂SO₄당량수: 2eq/mol따라서, 몰농도가 1M이면노르말농도는 2N아세트산, CH₃COOH당량수: 1eq/mol따라서, 몰농도가 1M이면노르말물질A가 6.02×10²³개(아보가드로수)만큼 모여있을 때의 질량※ 몰수(mol): 어떠한 물질A가 아보가드로수만큼 모여 있을 때 1몰이라 함어떠한`물질A의`몰수= {A의`질량(g)} over {A의`분자량(g/mol)}4. 기구 및 시약 :1) 용량기 검정 및 밀도 측정-증류수, 에탄올, 50ml 눈금실린더, 알코올온도계, 전자저울2) 정해진 농도의 용액 만들기-진한 염산(35%), 증류수, 50ml 비커 3개, 10ml 눈금실린더, 100ml 부피플라스크 3개, 핀셋, PH paper, 1ml피펫/피펫필러5. 실험 방법:1) 용량기 검정 및 밀도 측정(용량기: 눈금실린더)A) 용량기 검정: 보정인자 구하기①액체가 채워져 있을 때 눈금실린더 눈금 읽는 방법을 익힘②눈금실린더 세척 후 (완전 건조) 무게 측정: M₂③M₂ + 증류수 (10, 20, 30 ml) 부피 측정: V₁④M₂ + 증류수 (10, 20, 30 ml)의 무게 측정: M₁⑤증류수의 질량: M₃= M₁ - M₂⑥증류수의 온도 측정: T₁⑦온도에 따른 이론 밀도 찾기 = nideal⑧증류수의 이론부피 구하기: Videal = M3 / nideal⑨용량기의 보정인자 구하기: γ = V1 / Videal⑩보정인자의 평균값 구하기: aavg =(γ10ml+ γ20ml+ γ30ml) / 3B) 액체의 밀도 구하기(실험A에서 사용하던 눈금실린더 그대로 사용)①에탄올(15, 25ml)의 질량 측정:M= (에탄올 + 눈금실린더 질량) - (눈금실린더 질량)②에탄올 (15, 25ml)의 부피 측정: V③에탄올의 온도 측정: T④보정 부피: Vexp =V/aavg (aavg은 A실험의 ⑩번을 통해 얻은 평균 보정 인자 값)⑤에탄올의 밀도(실험값): nexp = M / Vexp⑥온도에 따른 에탄올의 이론 밀도: nideal※ perry’s handbook 참고 (내삽법)⑦오차율(%) 구하기: (nideal- nexp)/ nideal × 100%※내삽법: 불연속적인 값들이 주어졌을 때, 그 주어진 자료들의 사이값을사이값이므로다음과 같은 그래프 내에서 (30~35)도의 기울기와(30~32)도의 기울기가 같음을 이용하여 미지수 x의값을 구한다.{(0.79114-0.79555)} over {(35-30)} = {(x-0.79555)} over {(32-30)}에 의해x=0.79379 따라서, 32˚C에서의 에탄올의 이론 밀도는 0.79379g/ml이다.물의 온도에 따른 이론 밀도95% 에탄올의 온도에 따른 이론 밀도2) 정해진 농도의 용액 만들기A) 0.02M HCl 용액 한 단계로 만들기①0.02M HCl 용액 100ml를 만들기 위하여 필요한 진한 염산의 부피를 계산한다.-진한 염산(35%, 밀도, 분자량 이용해서 계산)-> HCl 0.18ml+증류수 99.82ml②100ml 부피플라스크에 증류수를 반 정도 채운다.③계산한 HCl 부피(0.18ml)를 1ml 피펫 사용해 넣고 부피플라스크의 눈금까지 증류수를 채운다.④부피 플라스크의 뚜껑을 닫고 용액이 잘 섞이도록 흔들어준다.B) 진한 염산에서 0.02M HCl 용액 두 단계로 만들기①0.2M HCl 용액 100ml를 만들기 위하여 필요한 진한 염산의 부피를 계산한다.-진한 염산(35%, 밀도, 분자량 이용해서 계산)-> HCl 1.77ml+증류수 98.23ml②A)의 ②~④를 따라 0.2M HCl 용액을 만든다(1단계).③다시 새로운 100ml 부피 플라스크에 증류수를 반쯤 채운다.④0.2M HCl 용액을 눈금실린더로 10ml 취해 ③의 부피플라스크에 넣고 눈금까지 증류수를 채운다.⑤용액을 잘 섞이도록 흔들어 준다(2단계).C) pH 측정: A와 B의 용액을 각각 pH paper에 묻혀 pH를 비교한다.※계산 방법2. 정해진 농도의 용액 만들기(HCl의 밀도: 1.178g/ml, HCl의 분자량: 36.47g/mol)A) 0.02M HCl 용액 100ml 만드는데 필요한 HCl 부피 구하기①35% HCl 1L의 몰농도 구하기{35} over {100} TIMES 1000ml TIMES 1.178g/ml`=`412.3g ){(412.3g TIMES {1} over {36.47g/mol} )} over {1L} =11.31M (35% HCl 1L의 몰농도)②혼합 전후 몰농도와 용액의 부피 관계식을 이용해 실험에 필요한 HCl의 부피 구하기M1 × V1 = M2 × V2 (M1, M2: 혼합 전/후의 몰농도, V1, V2: 혼합 전/후의 용액 부피)의 관계식에 의해11.31M × xml = 0.02M × 100ml∴ xml ={0.02M TIMES 100ml} over {11.31M} = 0.18mlB)0.2M HCl 용액 100ml 만드는데 필요한 HCl 부피 구하기①35% HCl 1L의 몰농도 구하기{35} over {100} TIMES 1000ml TIMES 1.178g/ml=412.3g (35% HCl 1L에 들어있는 HCl의 질량){(412.3g TIMES {1} over {36.47g/mol} )} over {1L} =11.31M (35% HCl 1L의 몰농도)②혼합 전후 몰농도와 용액의 부피 관계식을 이용해 실험에 필요한 HCl의 부피 구하기M1 × V1 = M2 × V2 (M1, M2: 혼합 전/후의 몰농도, V1, V2: 혼합 전/후의 용액 부피)의 관계식에 의해11.31M × xml = 0.2M × 100ml∴ xml ={0.2M TIMES 100ml} over {11.31M} = 1.77mlC)pH 측정: 용액을 pH paper에 묻혀 pH를 비교한다① PH = -log[H+] = -log(0.02) = 1.76. 주의 사항 :-HCl(염산)은 강산이므로 피부에 닿지 않도록 주의한다. 또한 냄새가 심하므로 반드시 환기를 시켜주며 실험을 실시한다.-HCl의 용액을 만들 때, HCl은 물과 격렬하게 반응하므로 천천히 부피플라스크에 넣어 섞어주도록 한다.-부피플라스크의 뚜껑을 덮고 섞어줄 때에는 내부 압력에 의해 뚜껑이 열릴 수 있어, 두세 번 흔들면 뚜껑을 열었다 닫아 압력이 높아지지 않도록 한다.-실험 후, 폐수는 개수대에 물을 틀고 조금씩 흘려버린다.7. 결과기: 눈금실린더)A) 용량기 검정: 보정인자 구하기①액체가 채워져 있을 때 눈금실린더 눈금 읽는 방법을 익힘②눈금실린더 세척 후 (완전 건조) 무게 측정: M₂③M₂ + 증류수 (10, 20, 30 ml) 부피 측정: V₁④M₂ + 증류수 (10, 20, 30 ml)의 무게 측정: M₁⑤증류수의 질량: M₃= M₁ - M₂⑥증류수의 온도 측정: T₁⑦온도에 따른 이론 밀도 찾기 = nideal⑧증류수의 이론부피 구하기: Videal = M3 / nideal⑨용량기의 보정인자 구하기: γ = V1 / Videal⑩보정인자의 평균값 구하기: aavg =(γ10ml+ γ20ml+ γ30ml) / 3B) 액체의 밀도 구하기(실험A에서 사용하던 눈금실린더 그대로 사용)①에탄올(15, 25ml)의 질량 측정:M= (에탄올 + 눈금실린더 질량) - (눈금실린더 질량)②에탄올 (15, 25ml)의 부피 측정: V③에탄올의 온도 측정: T④보정 부피: Vexp =V/aavg (aavg은 A실험의 ⑩번을 통해 얻은 평균 보정 인자 값)⑤에탄올의 밀도(실험값): nexp = M / Vexp⑥온도에 따른 에탄올의 이론 밀도: nideal※ perry’s handbook 참고 (내삽법)⑦오차율(%) 구하기: (nideal- nexp)/ nideal × 100%2. 정해진 농도의 용액 만들기(HCl의 밀도: 1.178g/ml, HCl의 분자량: 36.47g/mol)A) 0.02M HCl 용액 100ml 만드는데 필요한 HCl 부피 구하기①35% HCl 1L의 몰농도 구하기{35} over {100} TIMES 1000ml TIMES 1.178g/ml`=`412.3g (35% HCl 1L에 들어있는 HCl의 질량){(412.3g TIMES {1} over {36.47g/mol} )} over {1L} =11.31M (35% HCl 1L의 몰농도)②혼합 전후 몰농도와 용액의 부피 관계식을 이용해 실험에 필요한 HCl의 부피 구하기M1 × V1 = M2 × V2 (M1, M2: 혼합 전/후 부피)

자연과학| 2024.08.21| 8페이지| 3,000원| 조회(250)

농도측정, 내삽법, 농도단위, 눈금실린더보정, 묽은염산제조

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포도주의 알코올 함량 분석

학번: 이름: 분반: 조교:1. 실험 제목 :포도주의 알코올 함량 분석2. 실험 목적 :알코올성 음료를 증류하여 얻은 증류액의 밀도를 측정한 후 음료 내 알코올의 함량을 구해본다.혼합물 분석 방법 중 하나인 증류 방법과 밀도 측정 기술을 알아본다.3. 실험 이론 :· 정성 분석:화학분석법 중 시료가 어떤 성분으로 구성되어 있는지 알아내기 위한 분석법의 총칭으로 어떤 성분이 시료에 포함되어있는지 찾아내는 것ex) 요오드 반응(녹말 검출)· 정량 분석:구성성분들의 함유량을 측정하는 분석법→일반적으로 정성분석을 마친 후 정량분석을 실행ex) 포도주의 알코올 함량 분석· 분별증류(fractional distillation):액체혼합물을 끓는점 차이를 이용해 분리하는 방법→소주: 에탄올(b.p.78.5℃) + 물(b.p.100℃)· 불변 끓음 혼합물(공비혼합물):혼합물임에도 그 끓는점이 하나로 일정한 혼합물(불번 끓음 혼합물은 증류를 통해서 완전히 분리할 수 없음)· 질량 백분율:용액 중에 있는 용질의 질량을 백분율로 나타냄wt%:`( {용질의`질량} over {용액의`질량} ) TIMES 100% · 부피백분율:용액 중에 있는 용질의 부피를 백분율로 나타냄vol%:( {용질의`부피} over {용액의`부피} ) TIMES 100%4. 기구 및 시약 :· 250㎖ 둥근바닥 플라스크· 10㎖, 100㎖ 눈금실린더· 100㎖ 비이커· 리비히 냉각기· 물 중탕기· 소주· 온도계· 고무호스· Teflon tape5. 실험 방법 :① 실험 시작 전 중탕기를 켜고 가열한다.(90℃이상)② 100㎖ 비커와 250㎖ 둥근 바닥 플라스크의 질량을 측정한다.③ 50㎖의 소주를 눈금실린더로 측정한다.④ 소주를 250㎖ 둥근 바닥 플라스크에 담은 후 질량을 측정한다.⑤ 리비히 냉각기와 250㎖ 둥근 바닥 플라스크를 연결하고 클램프로 고정한다.⑥ 증기의 온도가 80℃ 근처에 다다를 때까지 관찰한다.⑦ 일정하게 유지되던 온도가 오르기 시작하면 실험을 종료한다.(82~83℃까지)⑧ 100㎖ 비커와 250㎖ 둥근 바닥 플라스크에 있는 용액의 질량과 부치를 측정한다.⑨ 증류액과 증류되지 않은 용액의 밀도를 계산한다.⑩ 용액내의 알코올 wt%를 계산한다.⑪ 용액내의 알코올 vol%를 계산한다.6. 주의 사항 :1) 급격한 온도 상승을 방지하기 위해 천천히 가열한다.(온도가 급상승하여 끓는점이 높은 물질과 같이 끓어 나올 수 있음)2) 응축기의 기울기를 조절하여 증류액이 흘러나올 수 있도록 한다.3) 응축기의 모든 연결부위 틈을 teflon tape로 충분히 감아 막아준다.4) 물 중탕기의 온도가 높으므로 목장갑을 꼭 착용한다.5) 리비히 냉각기를 타고 흐르는 수증기는 계속 닦아준다.(수증기가 흘러내려 100㎖ 비커에 담기면 실험의 오차로 작용할 수 있음)7. 결과데이터 :· 용액의 밀도 (용액의 질량 / 용액의 부피)증류`전`용액의`밀도= {48.182g} over {50ml} =0.96364`g/ml##증류된`용액= {4.432g} over {5.1ml} =0.86902g/ml· 용액 내 알코올 wt%에탄올의 wt% 표를 참고하여 측정된 용액 밀도 값으로 용액 내 알코올 wt%를 구한다. (내삽법 이용)증류`전`용액`내`에탄올`wt%#=`20.0+( {0.96364-0.969} over {0.963-0.969} ) TIMES (24.0-20.0)#=23.573%###증류된`용액`내`에탄올`wt%#=68.0+( {0.86902-0.872} over {0.863-0.872} ) TIMES (72.0-68.0)#=69.324% · 용액 내 알코올 vol%(용액의 질량)×(용액 내 알코올 wt%)/100 = 에탄올 질량(g)(에탄올 질량)/(0.789 g/ml) = 에탄올 부피(ml)(에탄올 부피)/(용액의 부피)×100% = 에탄올 vol%-증류 전 용액에탄올`질량#= {4.8182`g TIMES 23.573} over {100}#=1.1358g###에탄올`부피#= {1.1358`g} over {0.789`g/ml}#=1.4395`ml###에탄올`vol%#= {1.4395`ml} over {50`ml} TIMES 100%#=2.8791%-증류된 용액에탄올`질량#= {4.432`g` TIMES 69.324} over {100}#=3.0724`g###에탄올`부피#= {3.0724`g} over {0.789`g/ml}#=3.8940`ml###에탄올`vol%#= {3.8940`ml} over {5.1`ml} TIMES 100%#=76.353%8. 고찰 및 의문점 :이 실험은 알코올성 음료를 증류하여 얻은 증류액의 밀도를 측정하고 음료 내 알코올의 함량을 구하는 실험이다. 실험결과로 증류 전 용액 50ml 내 알코올 vol%는 2.8791%, 증류된 용액 5.1ml 내 알코올 vol%는 76.353%로 나왔다. 증류된 용액 내 알코올 vol%가 100%가 아닌 76.353%로 오차가 발생한다. 그 원인으로 리비히 냉각기를 타고 흐르는 수증기를 닦지 않아 수증기가 100ml 비커에 담겨 증류된 용액 내 알코올 부피%에 오차가 발생하게 된다.9. 추가조사사항 :·불변 끓음 혼합물-2개 이상의 성분으로 이루어진 혼합물로, 액체 상태와 증기 상태의 성분비가 같은 액체혼합물을 불변 끓음 혼합물이라고 부른다. 불변 끓음 혼합물의 각 성분은 증류로 분리되지 않는다.-증류는 액체 혼합물을 끓는점 차이를 이용하여 분리하는 방법이다. 끓는점이 서로 다른 두 가지 액체로 구성된 혼합물의 끓는점은 그 구성에 따라 달라진다. 일반적으로 혼합물의 끓는점은 각 성분의 끓는점 사이에 있지만 불변 끓음 혼합물의 끓는점은 각 성분의 끓는점보다 낮거나, 높다.

자연과학| 2024.08.21| 5페이지| 3,000원| 조회(456)

정성분석, 분별증류, 정량분석, 실험고찰

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비누화 반응과 염석효과를 통한 비누 만들기

학번: 이름: 분반: 조교:1. 실험 제목 :비누화 반응과 염석효과를 통한 비누 만들기2. 실험 목적 :생활에서 흔히 접할 수 있는 원료로 비누를 만들어 보고, 이들의 합성에 응용되는 비누화 반응과 염석 효과에 대해서 이해해 본다.3. 실험 이론 :1)계면활성제: 하나의 분자 안에 물을 좋아하는 부분(친수성, hydrophilic)과 물을 싫어하는 부분(소수성, hydrophobic)을 동시에 지니고 있다.· 머리 부분은 극성이 물과 상호작용하고, 꼬리 부분은 비극성인 기름과 상호작용하여 물과 기름을 섞이게 한다.2) 비누: 수산화나트륨과 같은 염기성 물질이 지방이나 기름(유지)과 화학반응을 하여 생성된 지방산 나트륨3) 비누화 반응: 염기성 용액에서 일어나는 유지(에스터)의 가수분해반응으로 알코올과 카르복시산이 만들어짐.· 비누 분자에서 긴 사슬모양의 알킬기가 소수성을 나타내고 카복실기가 친수성을 나타내 계면활성제로 작용한다.4) 염석효과(salting out): 염(전해질)을 넣어 먼저 녹아있는 용질을 석출시키는 작용· NaCl과 같은 염을 가해주면 비누분자보다 큰 극성을 갖는 수용액 상의 전해질에 의해 극성이 작은 비누 입자가 뭉치면서 침전한다.· 뭉친 비누는 떠오르고 글리세린은 아래에 남게 된다.· NaCl을 너무 많이 넣게 되면서 사용 도중 비누가 갈라지는 등 비누의 품질이 저하된다.4. 기구 및 시약 :· NaOH· NaCl 포화 용액· 에탄올· 증류수· 식용유· 비커 (250ml, 100ml)· 메스실린더 (10ml)· 가열 교반기· 마그네틱 바· 종이컵· 유리막대· 일회용 스포이드5. 실험 방법 :1) 10ml의 물이 담긴 비커에 NaOH 8g을 넣고 가열한다.(3~4번에 나누어 조금씩 첨가, 온도: 60℃)2) 마그네틱 바를 넣은 NaOH 용액에 식용유 10ml를 넣고 가열한다.(3~4번에 나누어 조금씩 첨가, Stirring: 400~500)3) 비누화 반응이 완결되면 마그네틱 바를 제거하고 유리막대로 저어준다.(① 유리 막대에 찍어 올릴 때 실 같이 늘어난다. ② 손으로 문지를 때 미끄럽고 얇은 막이 생긴다. ③ 균일하고 반투명한 용액이 된다.)4) 3의 용액에 에탄올 3ml, NaCl 포화용액 3ml를 넣으며 저어준다.(에탄올: 반응물질의 공통 용매로 사용되어 반응 촉진)5) 염석 효과에 의해 용액이 분리되면 액체(물)를 스포이드로 제거한다.6) 종이컵에 옮겨 건조시킨다.6. 주의 사항 :· 염기를 사용하기 때문에 장갑 및 보안경을 꼭 착용한다.· NaOH 용액을 만드는 과정에서 상당한 발열이 일어나기 때문에 조금씩 천천히 넣어 가열한다.· 실험이 끝난 후 굳힌 비누는 개수대에 버리지 않고 글러브에 싸서 쓰레기통에 버린다.7. 결과데이터 :비누가 만들어졌다.8. 추가조사사항 :1) 비누가 센물(경수)과 단물(연수)에서 녹는 정도의 차이가 발생하는 이유센물은 칼슘이온이나 마그네슘이온이 다량 포함된 물이고, 단물은 그 반대로 칼슘이온이나 마그네슘이온이 없는 물이다. 센물에서는 비누가 잘 풀리지 않는데 그 이유는 앙금생성 반응이다. 수산화칼슘이온이나 수산화 마그네슘이 포함되어 있는 센물은 가열을 하게 되면 칼슘이온이나 마그네슘이온이 비누와 반응이 일어나면서 앙금으로 가라앉는다. 그렇기 때문에 비누가 제대로 작용하지 못 한다. 물과 섞이지 못하고 침전물로 가라앉은 비누는 세제로서의 역할을 하지 못하고 세정효과가 떨어지게 된다. 따라서 센물을 단물로 바꿔주는 과정이 필요하다. 단물에는 비누와 반응하여 침전물을 만드는 칼슘이온이나 마그네슘이온이 적기 때문이다. 일시적 센물은 칼슘이온과 마그네슘이온을 앙금으로 반응시키면 단물로 바뀌게 된다. 그러나 가열을 해도 단물로 바뀌지 않는 영구적 센물은 이온교환수지를 통해 단물로 바꿔야한다.

자연과학| 2024.08.21| 2페이지| 2,500원| 조회(350)

계면활성제, 비누화반응, 염석효과

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분광광도계를 이용한 농도 측정

학번: 이름: 분반: 조교:1. 실험 제목 :분광광도계를 이용한 농도 측정2. 실험 목적 :분광광도계를 이용하는 법을 익혀서 표준용액의 흡광도를 측정하고 Beer 법칙에 따라 미지시료의 농도를 측정해본다.3. 실험 이론 :1) 분광광도계? 시료 용액에 빛을 투과시켜 시료의 흡광도를 측정하는 장치? 흡광도(전자기 복사선이 물질에 흡수되는 정도)를 측정하면 화학종의 농도를 알 수 있다.? US-Vis (자외선/가시광선 분광광도계)- 유기물이나 무기물 모두에 대한 응용 범위가 넓다.- 감도가 좋다.- 측정이 쉽고 편리하다.2) Lambert-Beer’s law? 투광도(Transmittance)T=I/I _{0} - I: intensity(빛의 강도, cd)- 투광도는 시료의 농도와 무관? 흡광도(Absorbance)A=-logT= epsilon lc - c: molar concentration(시료의 농도, M)- l: light path length (cuvette의 폭, cm)- ?: molar absorption coefficient (몰 흡광계수, M?¹cm?¹4. 기구 및 시약 :· 염화코발트(CoCl₂·6H₂O) 수용액(0.01M, 0.03M, 0.05M, 미지시료)· 증류수· 분광광도계· 큐벳· 50ml 비커 5개 (1 table 당)· 일회용 스포이드5. 실험 방법 :1) 실험 준비 (1 테이블 당)농도가 다른 염화코발트(CoCl₂·6H₂O) 수용액 4가지를 100ml 비커에 10ml 씩 담아간다.2) 최대흡수파장(λmax) 찾기① 분광광도계를 켜고 5분 이상 예열시킨다.② 설정버튼을 눌러 480nm로 파장을 고정시킨다.③ 증류수를 큐벳에 2/3 정도 채우고 샘플 홀더에 넣는다.④ 영점 버튼을 눌러 흡광도가 0이 되도록 설정한다.⑤ 큐벳에 0.05M의 염화코발트 수용액을 2/3 높이까지 채우고 샘플홀더에 넣는다.⑥ 흡광도(A)를 확인한 후 파장을 20 nm씩 증가시키며 560 nm까지의 흡광도를 읽는다. (파장이 변할 때마다 증류수로 흡광도의 영점을 조절한다.)⑦ 흡광도를 비교해 가장 흡광도가 크게 나온 최대흡수파장(λmax)을 찾는다.3) 몰흡광계수(ε) 구하기① 분광광도계의 파장을 최대흡수파장(λmax)으로 고정시킨다.② 0.01M, 0.03M, 0.05M의 염화코발트 수용액에 대한 흡광도를 각각 측정한다.③ Lambert-Beer 법칙을 이용해 최대흡수파장에 대한 각 농도의 몰 흡광계수(ε)를 계산하고 평균을 구한다.4) 미지시료 농도 구하기① 최대흡수파장(λmax)에서 미지시료의 흡광도를 측정한다.② 계산으로 구한 몰 흡광계수(ε) 값을 Lambert-Beer의 법칙에 대입해 미지시료의 농도를 구한다.6. 주의 사항 :· 큐벳에 용액을 넣을 때는 시료용액으로 한 번 헹군 다음 새로 용액을 넣는다.· 큐벳을 샘플 홀더에 넣기 전에 깨끗한 티슈로 조심스럽게 닦은 후 표면이 긁히지 않도록 넣는다.· 큐벳의 빛이 통과하는 면은 손으로 잡지 않는다.7. 결과데이터 :1) 최대흡수파장(λmax)은?λ480→ A=0.162λ500→ A=0.220λ520→ A=0.262λ540→ A=0.175흡광도(A)가 λ520에서 0.262로 가장 크므로 λmax는 520 nm이다.2) 몰 흡광계수(ε)를 계산하여 평균값 얻기(l=1cm)Lambert-Beer’s law ‘A = e l c’를 이용하여 몰흡광계수를 계산하면0.027= varepsilon TIMES 1 TIMES 0.01#varepsilon =2.7#0.079= varepsilon TIMES 1 TIMES 0.03#varepsilon =2.63#0.127= varepsilon TIMES 1 TIMES 0.05#varepsilon =2.54 평균은 2.62이다.3) 평균 몰 흡광계수(ε)를 이용하여 미지시료의 농도 구하기미지시료의 흡광도(A): 0.233평균 몰 흡광계수(ε): 2.62A = e l c0.233=2.62 TIMES 1 TIMES c#c=0.0889M 미지시료의 농도: 0.0889M8. 고찰 및 의문점 :이 실험은 표준용액의 흡광도를 측정하고 Beer 법칙에 따라 미지시료의 농도를 측정해보는 실험이다. 실험에서 미지시료의 농도는 0.0889M로 측정되었다. 이렇게 묽은 농도의 시료를 실험에 사용하는 이유는 다음과 같다. 시료의 농도가 너무 높으면 Beer 법칙을 사용할 수 없다. 농도가 높은 시료는 흡광도가 높게 측정되어 정확한 데이터를 산출할 수 없다. 시료의 농도가 진해지면 분자 사이의 평균 거리가 짧아져서 서로의 전자 분포 상태에 영향을 미친다. 따라서 분자 사이의 상호작용이 농도에 따라 달라져서 흡광도에 오차를 발생시킨다. 따라서 묽은 용액에서는 Beer 법칙이 들어맞지만, 농도가 매우 높아지면 Beer 법칙에 잘 맞지 않게 된다.

자연과학| 2024.08.21| 3페이지| 3,000원| 조회(364)

일반화학, 흡광도, 실험보고서, 투광도, 실험고찰

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물의 분석

학번: 이름: 분반: 조교 :1. 실험 제목 :물의 분석2. 실험 목적 :일상생활에서 가장 밀접한 물을 분석하여 그 성분을 알아본다.3. 실험 이론 :1) 경도: 칼슘이나 마그네슘 이온이 함유된 정도ex) 경도 1: 탄산칼슘이 1ppm* 함유*ppm(part per million): 농도 단위 10??① 센물(경수)- Ca²?과 Mg²?을 함유하는 물 중에서 경도가 20 이상인 물② 단물(연수)- 경도가 20 미만인 물2) 센물의 분류① 일시적 센물: Ca²?이나 Mg²?을 많이 함유한 센물 중에서 음이온으로 HCO₃?이온을 함유하여 끓이면 열분해가 일어나 쉽게 단물이 되는 물예)Ca(HCO _{3} ) _{2} -> CaCO _{3} ( downarrow )+H _{2} O+CO _{2}#Mg(HCO _{3} ) _{2} -> MgCO _{3} ( downarrow )+ H _{2} O+CO _{2}② 영구적 센물: Ca²?이나 Mg²?을 많이 함유한 센물 중에서 음이온으로 Cl?, SO₄²?을 포함하여 끓여도 단물로 변하지 않는 물침전제(Na₂CO₂)를 가하거나 양이온 교환 수지를 이용하면 단물을 만들 수 있다.예)MgSO _{ 4}+Na _{ 2}CO _{ 2} rarrowMgCO _{ 3}( downarrow)+2Na ^{ +}+SO _{ 4} ^{ 2-}3) 각 성분 별 검출법① 암모니아 검출네슬러 시약을 몇 방울 가했을 때 용액의 색이 담황색에서 적갈색으로 변함반응식:2K _{ 2}HgI _{ 4}(담황색)+NH _{ 4}OH rarrowMgCO _{ 3}( downarrow)+2Na ^{ +}+SO _{ 4} ^{ 2-} ② 유기물 검출묽은 황산 용액과 KMnO₄ 용액 각 2~3 방울을 가하여 중탕기(80℃)로 가열(약 5분)하면 용액의 자주색이 무색으로 변함반응식:2C _{2} H _{5} OH+2KMnO _{4} +2H _{2} SO _{4} -> 2CH _{3} COOH+Mn _{2} SO _{4} +K _{2} SO _{4} +4H _{2}O ③ 염소이온 검출AgNO₃ 용액을 몇 방울 가하면 용액이 탁해지는 것을 관찰할 수 있다.반응식:Cl ^{ -}+Ag ^{ +} rarrowAgCl (흰색 침전) ④ 황산이온 겸출BaCl₂ 용액을 몇 방울 가하면 용액이 탁해지는 것이 보인다.반응식:SO _{4}^{2-} +Ba ^{2+} -> BaSO _{4} `(흰색`침전)4. 기구 및 시약 :· 미지시료 A,B,C,D,E (수돗물)· 네슬러 시약· 묽은 황산(H₂SO₄) 용액· 0.1% KMnO₄ 용액· 1% AgNO₃ 용액· 10% BaCl₂ 용액· 시험관 20개· 50ml 비커 5개· 250ml 비커 1개· 일회용 스포이드 5개· 중탕기5. 실험 방법 :1) 50ml 비커에 미지시료(A,B,C,D,E)을 각각 10ml 씩 담는다.2) 담아온 각각의 미지시료를 네 개의 시험관에 같은 양을 나누어 담는다.3) 테이블에 놓여있는 지시약을 각각의 시험관에 종류별로 담는다.4) 현상을 관찰하고 각 시험관마다 어떠한 변화가 있었는지 확인한다.6. 주의 사항 :· 시료들을 덜어내는 스포이드가 서로 섞이지 않도록 주의한다.· 시험관들이 섞이지 않도록 주의한다.· 시료나 시약들이 피부나 옷에 직접 닿지 않도록 비닐장갑과 보안경을 필히 착용한다.· 실험을 한 후에는 시험관을 깨끗이 세척하고 물기를 닦는다.7. 결과데이터 :미지시료A미지시료B미지시료C미지시료D미지시료EAgNO3△(약한 반응)XOXOH2SO4+KMnO4XXOOX네슬레시약XOXXOBaCl2XOXOX위와 같은 표를 이용하여미지시료 A는 소량의 염소이온미지시료 B는 암모니아, 황산이온미지시료 C는 염소이온, 유기물미지시료 D는 유기물, 황산이온미지시료 E는 염소이온, 암모니아 성분을 포함하고 있는 것을 유추할 수 있다.8. 고찰 및 의문점 :이 실험은 물에 녹아있는 여러 성분을 검출하는 실험이다. 이 실험에서 다섯 개의 미지시료에 지시약을 가하여 발생하는 변화를 통해 미지시료에 포함된 성분을 검출한다. 지시약으로 쓰인 네슬러 시약, 묽은 황산과 KMnO₄의 혼합물, AgNO₃, BaCl₂는 각각 암모니아, 유기물, 염소이온, 황산이온을 검출할 수 있다. AgNO₃에 의해 미지시료 A, C, E에서 염소이온이 검출되었다. 똑같이 염소이온이 검출되었지만 미지시료 C, E와 미지시료 A는 차이가 존재한다. 미지시료 C, E에 AgNO₃를 가하고 관찰했을 때는 뚜렷하게 하얘진 변화가 있었다. 반면 미지시료 A는 변화가 약해 지시약을 가하지 않은 A 용액과 비교를 한 후에야 뿌얘졌다는 점을 확인할 수 있다. 이러한 차이는 미지시료 A에 Cl?이 소량만 존재했기 때문에 발생한다. Cl?의 양이 적어 AgCl 앙금이 소량만 생성된 것이다. 이를 이유로 미지시료 A를 수돗물이라고 볼 수 있다.

자연과학| 2021.10.19| 3페이지| 3,000원| 조회(69)

센물, 실험레포트, 화학실험보고서, 대학화학, 화학레포트, 단물, 성분 검출

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