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화학1및실험 중화열의 측정 (A+)

화학1및실험1. Title중화열의 측정2. Date2022년 5월 27일 금요일3. Purpose산과 염기의 중화 반응을 이용하여 엔탈피가 상태함수임을 확인한다. 엔탈피는 상태함수이므로 물질의 상태 변화에 따른 엔탈피의 변화량, 즉 반응열은 변화의 경로에 상관없이 언제나 일정하다.4. Reagents & Apparatus노트북, 온도탐침, 보온병, 250 mL 비커, 100 mL 눈금실린더, 자석젓개, 스티로폼, 가열교반기, 항온조NameFormulaMW (g/mol)mp (°C)bp (°C)d (g/mL)수산화소듐NaOH39.997328.01390.02.13염산HCl36.46-84.9-11.41.185. Procedure실험1. 보온병의 열용량 측정1. 열량계(보온병)에 40°C 물 100 mL를 넣은 후 안정화되는 온도를 측정한다. (초기온도)2. 이후 60°C 물 100 mL 더 넣은 다음 안정화되는 온도를 측정한다. (나중온도)실험2. ?H1 (중화열 +용해열) 측정1. 열량계(보온병)에 0.50M 염산 용액 100 mL와 증류수 100 mL를 넣고 안정화되는 온도를 측정한다. (초기온도)2. NaOH 2.0g을 잰 후 열량계에 넣고 교반 시켜준다.3. 용액의 온도가 가장 높이 올라갈 때의 온도를 측정한다. (최종온도)실험3. ?H2 용해열 측정1. 열량계(보온병)에 증류수 200 mL를 넣고 안정화되는 온도를 측정한다. (초기온도)2. NaOH 2.0g을 잰 후 열량계에 넣고 교반 시켜준다.3. 용액의 온도가 가장 높이 올라갈 때의 온도를 측정한다. (최종온도)실험4. ?H3 중화열 측정1. 열량계(보온병)에 0.50M 염산 용액 100 mL와 증류수 100 mL를 넣고 안정화되는 온도를 측정한다. (초기온도)2. NaOH 2.0g을 잰 후 250 mL 비커에 녹인 후 온도를 측정한다.3. 2번 용액을 열량계에 넣은 후 교반 시켜준다.4. 용액의 온도가 가장 높이 올라갈 때의 온도를 측정한다. (최종온도)6. Observation먼저 보온병에 40°C 물 100 mL를 넣은 후 안정화되는 온도를 측정한다. 이후 60°C 물 100 mL를 넣은 후 안정화되는 온도를 측정했다.먼저 보온병에 0.5M HCl 용액 100 mL를 넣고 안정화되는 온도를 측정했다. 그리고 2.15 g의 NaOH(s)를 측정해 보온병에 넣고 용액의 온도가 가장 높이 올라갈 때를 기록했다.먼저 보온병에 증류수 200 mL를 넣고 안정화되는 온도를 측정했다. 그리고 2.06 g의 NaOH(s)를 측정해 보온병에 넣어줬다.400 mL 비커에 NaOH(s) 2.02 g을 넣고 증류수 100 mL에 녹인 후, 안정화되는 온도를 측정했다. 그리고 보온병에 다시 0.5M HCl 용액 100 mL를 넣고 안정화되는 온도를 측정했다. 이후 앞의 용액을 보온병에 넣고 잘 섞어줬다. 용액의 온도가 가장 높이 올라갈 때를 기록했다.보온병의 열용량을 측정하는 과정 노트북을 이용해 온도를 측정하는 과정7. Result? 보온병의 열용량 측정1) 초기 온도 (°C): 44.91°C2) 나중 온도 (°C): 47.62°C3) 온도 차이 (°C): 47.62°C ? 44.91°C = 2.71°C4) 방출된 열의 양(물이 잃은 열 = 보온병이 얻은 열):(4.18J/g?°C * 100g * 44.91°C) + (4.18J/g?°C * 100g * 60°C) - (4.18J/g?°C * 100g * 47.62°C) = 물이 잃은 열 = 보온병이 얻은 열 = 23947.22J = 보온병의 열용량 * ?t? 방출된 열의 양 = 보온병의 열용량 = 23947.22J/2.71°C = 8837 J/°C = 8.837 kJ/°C? ?H1의 측정1) NaOH(s)의 질량(g): 2.15g2) HCl 용액의 초기 온도 (°C): 29.72°C3) 중화된 용액의 최고 온도 (°C): 35.96°C4) 온도 변화량 (°C): 6.24°C5) 용액이 흡수한 열량(J): 202.15g * 4.18 J/g?°C * 6.24°C = 5273 J = 5.273 kJ6) 보온병이 흡수한 열량(J): 8837 J/°C * 6.24°C = 55143 J = 55.143 kJ7) 실험에서 방출된 열량(kJ): 5.273 kJ + 55.132 kJ = 60.416 kJ8) NaOH 1 mol당 반응 엔탈피(?H1, kJ/mol):NaOH의 몰수 = (2.15g)/(39.997g/mol) = 0.0538 mol-(60.416 kJ/0.0538 mol) = -1123 kJ/mol? ?H2의 측정1) NaOH(s)의 질량(g): 2.06g2) 증류수의 초기 온도 (°C): 29.05°C3) NaOH 용액의 최고 온도 (°C): 31.80°C4) 온도 변화량 (°C): 2.75°C5) 용액이 흡수한 열량(J): 202.06g * 4.18 J/g?°C * 2.75°C = 2323 J = 2.323 kJ6) 보온병이 흡수한 열량(J): 8837 J/°C * 2.75°C = 24302 J = 24.302 kJ7) 실험에서 방출된 열량(kJ): 2.323 kJ + 24.302 kJ = 26.625 kJ8) NaOH 1 mol당 용해 엔탈피(?H2, kJ/mol):NaOH의 몰수 = (2.06g)/(39.997g/mol) = 0.0515 mol-(26.625 kJ/0.0515 mol) = -517 kJ/mol? ?H3의 측정1) 초기 온도, HCl과 NaOH 초기 온도의 평균 (°C): (27.52°C + 30.52°C)/2 = 29.02°C2) 중화된 용액의 최고 온도 (°C): 32.23°C3) 온도 변화량 (°C): 3.21°C4) 용액이 흡수한 열량(J): 202.02g * 4.18 J/g?°C * 3.21°C = 2711 J = 2.711 kJ5) 보온병이 흡수한 열량(J): 8837 J/°C * 3.21°C = 28367 J = 28.367 kJ6) 실험에서 방출된 열량(kJ): 2.711 kJ + 28.367 kJ = 31.078 kJ7) NaOH 1 mol당 반응 엔탈피(?H3, kJ/mol):NaOH의 몰수 = (2.02g)/(39.997g/mol) = 0.0505 mol-(31.078 kJ/0.0505 mol) = -615 kJ/mol? 헤스 법칙 확인 (오차율)?H1 = ?H2 + ?H3?H1 = -1123 kJ/mol?H2 + ?H3 = (-517 kJ/mol) + (-615 kJ/mol) = -1132 kJ/mol오차율: {(1132 ? 1123)/1123} * 100(%) = 0.8 %8. Discussion1) 실험과 이론의 차이: ?H2와 ?H3의 이론값을 찾아본 결과 각각 ?44.2 kJ/mol, ?57.7 kJ/mol이었다. 즉, ?H1의 이론값은 (?44.2 kJ/mol) + (?57.7 kJ/mol) = -101.9 kJ/mol이다. 위에서 구한 실험값은 ?1123 kJ/mol이므로 오차율은 {(1123 ? 101.9)/101.9} * 100(%) = 1002%로 실험값과 이론값은 큰 차이를 보인다.2) 실험값과 이론값이 차이가 나는 이유 (오차 원인)

자연과학| 2022.06.27| 4페이지| 1,500원| 조회(169)

중화열, 화학1및실험, 중화열의 측정

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화학1및실험 알코올의 정량 분석 (A+)

화학1및실험1. Title알코올의 정량 분석2. Date2022년 5월 13일 금요일3. Purpose산화 크로뮴(VI)(CrO3)이 알코올에 의해서 산화 크로뮴(III)(Cr2O3)으로 환원되는 반응을가시광선 분광기를 이용하여 측정하고 알코올의 농도를 알아낸다.4. Reagents & Apparatus큐벳8개, 삼각 플라스크 8개, 50 mL 비커 7개, 마이크로 피펫, 분광기, 노트북, 눈금 실린더시약명화학식몰질량(g/mol)녹는점(℃)끓는점(℃)밀도(g/mL)에탄올C2H5OH46.069-114.1478.240.7893산화 크로뮴(Vl)(Chromium trioxide)CrO399.9931972502.75. Procedure- 측정 파장의 선택과 표준 곡선 만들기1. 산화 크로뮴(VI)(10%(w/w)) 1 mL를 비커에 넣고 증류수 9 mL를 넣어 묽힌 후큐벳에 넣어 시료의 흡수 스펙트럼을 관찰하여 빛을 흡수하지 않는 파장대를 확인한다.2. 4개의 삼각 플라스크에 산화 크로뮴(VI) 용액을 10 mL씩 넣고 에탄올 표준 용액 0.0%(v/v), 7.5%(v/v), 15%(v/v), 25%(v/v)를 각각 1 mL씩 넣는다.3. 포일로 덮은 후에, 에탄올을 넣은 삼각 플라스크를 5분간 잘 흔들어 준다.4. 3의 용액들을 각각 1 mL씩 새 비커에 옮겨 담고 증류수 9 mL를 넣어 묽힌 뒤, 큐벳으로 옮긴다.5. 1번에서 선택한 파장으로 네 시료의 흡광도를 측정한다.6. 0%, 7.5%, 15%, 25% 에탄올 표준 용액이 들어간 시료의 흡광도로 환원된 산화 크로뮴(III)의 표준곡선을 엑셀을 사용하여 작성한다.- 미지 에탄올의 정량1. 삼각 플라스크에 10mL의 산화 크로뮴(VI)을 넣는다.2. 미지 농도의 알코올 용액 1 mL를 취해서 넣고 5분간 흔들어 준다.3. 피펫으로 2번 용액 1 mL를 취하여 깨끗한 비커에 넣고 증류수 9 mL를 넣어 묽힌 뒤 흡광도를 측정한다.6. Observation분광기를 이용하여 산화 크로뮴(VI)(CrO3)은 600 nm에서 A = 0인 것을 확인했다. 이를 바탕으로 큐벳을 이용해 600 nm에서 시료의 흡광도를 측정해본 결과 흡광도 그래프의 추세선이 y=0.0127x + 0.0385인 것을 확인할 수 있었다, 흡광도와 농도 그래프, 데이터 값7. Result1) 측정 파장의 선택산화 크로뮴(VI)과 알코올이 반응하여 산화 크로뮴(III)이 생성되면 600nm 부근에서 흡광도를 보인다. → 산화 크로뮴(VI)(CrO3)은 A=0임을 확인해야 한다.측정파장: 600nm2) 다양한 농도의 에탄올 흡광도 표준 곡선 만들기 (a구하기)에탄올의 농도를 x축, 흡광도를 y축으로 해서 농도와 흡광도의 관계를 그래프와 식으로 나타낸다.에탄올 수용액의 퍼센트 농도흡광도(a.u.)0.0%(v/v)0.0047.5%(v/v)0.16015%(v/v)0.26825%(v/v)0.323추세선 : y=0.0127x + 0.0385x = 에탄올의 농도(%) / y = 흡광도(a.u.)a = 0.01273) 에탄올의 정량미지 시료의 흡광도를 분광기로 구하고, beer 법칙으로 미지 시료의 알코올 농도를 구한다.에탄올 수용액흡광도(a.u.)농도(%)미지시료0.29019.8%4) 오차율실제 미지 시료의 알코올 농도는 17.5%이다.{LEFT | 17.5-19.8 RIGHT |} over {17.5} TIMES 100%=13.1%8. Discussion1) 알코올과 산화 크로뮴의 반응식을 써 보고 산화수를 이용하여 산화?환원을 설명해 보자.: 반응식: 3CH3CH2OH + 4CrO3 → 3CH3COOH + 3H20 + 2Cr2O3산화 환원 반응은 원자의 산화수가 달라지는 화학 반응을 말한다. 산화는 전자를 잃거나 산소를 얻는 반응, 환원은 전자를 얻거나 산소를 잃는 반응이다. 위 반응식에서 산소의 산화수는 ?2이므로 O3의 산화수는 총 ?6이다. 따라서 반응물의 Cr의 산화수는 +6이 된다. 생성물에서도 역시 O3의 산화수는 총 ?6이므로, 생성물의 Cr은 총 두 개이므로 산화수는 +3이 된다. 결과적으로 Cr은 반응물에서 생성물로 갈 때 산화수가 감소했으므로 크로뮴은 위 반응에서 환원을 했고, 알코올은 산화를 했다는 것을 알 수 있다.2) 만약 600 nm에서 산화 크로뮴(VI)의 흡광도가 무시할 수 없을 정도라면 실험 결과에 어떤 영향을 주겠는가?: 만약 600 nm에서 산화 크로뮴(VI)의 흡광도가 무시할 수 없을 정도라면 에탄올의 산화 반응 후에 남은 소량의 산화 크로뮴(VI)에 의해서 실험 결과로 나타나는 흡광도가 증가할 것으로 예측할 수 있고, 따라서 실험에서 알아내고자 하는 미지 시료의 농도를 정확하게 알아내는 데에 어려움이 있을 것이다.3) 표준 곡선을 이용하여 미지 시료의 농도를 구하는 방법을 Beer-Lambert 법칙을 적용하여 설명해 보자.: 베르-람베르트 법칙은 흡광도가 물질 속 광로의 길이와 농도에 비례한다는 법칙이다. 베르-람베르트 법칙의 식은 흡광도 = 흡광 계수(cm-1) * 큐벳의 두께(cm) * 시료의 농도(mol/L)이다. 위 실험에서는 실험에서 실제로 측정한 흡광도 값과 사용한 시료의 퍼센트 농도, 그리고 큐벳의 두께를 모두 알 수 있었다. 또한, 각 시료는 넣어준 에탄올의 농도를 제외한 나머지 조건을 모두 동일하게 하고 실험을 진행했기에 퍼센트 농도와 몰농도 사이에 일정한 비례 관계가 성립한다는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 주어진 조건들을 모두 사용해 얻은 흡광 계수로 표준 곡선, 추세선을 그려 미지 시료의 농도를 구할 수 있다,

자연과학| 2022.06.27| 4페이지| 1,500원| 조회(164)

알코올, 알코올의 정량 분석, 정량 분석, 화학1및실험

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화학1및실험 크로마토그래피 (A+)

화학1및실험1. Title크로마토그래피2. Date2022년 4월 29일 금요일3. Purpose크로마토그래피로 색소 및 혼합물을 분리하는 실험을 하고, 이를 통하여 크로마토그래피 작동 원리와 분자의 극성을 이해한다.4. Reagents & Apparatus1 L 비커, 알루미늄 포일, 이쑤시개, UV-램프, 70 mL 바이알, 핀셋, 크로마토그래피 종이, 자, 연필, TLC용 암막통, 얇은 알루미늄 박 크로마토그래피(흡착제: 실리카젤)NameFormulaMW (g/mol)mp(°C)bp(°C)d(g/mL)NaCl 수용액NaCl58.448011,4652.16에틸 아세테이트C4H8O288.11-8476.5~77.50.902헥세인C6H1486.18-95690.659메톡시페놀C7H8O124.1355~572431,4-다이메톡시벤젠C6H4(OCH3)2138.1653~572131.0534-메틸아니솔CH3C6H4OCH3122.16X1740.9695. Procedure실험 1 색소의 분리① 크로마토그래피 종이의 아래쪽에서 2cm, 위쪽에서 1.5cm 부분에 가로선을 긋고 종이를 4등분으로 접는다.② 아래쪽에 그은 선 위에 단일 색소 3개와 혼합 색소 1개를 작게 점으로 찍어준다.③ 1L 비커의 바닥으로부터 높이 1cm 정도까지 NaCI 수용액(전개액)을 채우고 포일로 비커의 뚜껑을 만들어 준다.④ 시료가 찍힌 크로마토그래피 종이를 전개액이 담긴 1L 비커에 넣고 똑바로 세운 후 포일 뚜껑으로 덮는다.⑤ 종이 위쪽에 그어 준 선에 전개액이 도달할 때까지 전개시킨다.⑥ 종이를 빼내어 전개액과 각 시료의 이동 거리를 측정하여 Rf 값을 구한다.실험 2 혼합물의 분리① TLC 판의 위아래로 1cm 거리에 선을 긋는다.? 한쪽 선을 4등분하여 총 4개의 시료 용액을 찍을 자리를 표시한다.? 단일 시료 3개와 혼합 시료 1개를 지정한 위치에 여러 번 찍어 준 후 UV-램프 아래에서 시료가 잘 찍혔는지 확인한다.? 에틸아세테이트와 핵세인을 1:9 비율로 섞은 전개액을 70ml 바이알에 0.5cm 정도까지 채 우고 뚜껑을 닫아 준다.? 바이알에 TLC 판을 넣고 뚜껑을 닫은 후 전개액이 위쪽 선에 도달할 때까지 전개시킨다.? UV-램프 아래에 TLC 판에서 확인된 성분의 위치를 표시한다.? Rf 값을 구하고 1, 2, 3번 시료의 이름을 결정한 다음 혼합 시료에 섞여 있는 물질이 무엇 인지 확인한다.6. Observation첫 번째 실험인 색소의 분리 실험을 진행하면서 우선 크로마토그래피 종이에 아래쪽과 위쪽에 각각 연필로 살살 가로선을 긋고 4등분을 했다. 그리고 아래쪽 가로선에 단일 색소 3개와 혼합 색소 1개를 점으로 작게 찍었다. 이후 1 L 비커에 1cm 정도 넣어놓은 NaCl 수용액(전개액)에 넣은 후 비커를 포일로 덮어줬다. 위쪽 가로선까지 전개액이 도달할 때 까지 전개시키고 전개가 완료된 후 종이를 빼내어 전재액과 각 시료의 이동 거리를 측정했다. 두 번째 실험인 혼합물의 분리 실험에서는 TLC 판의 위와 아래에 각각 가로선을 긋고 실험 1과 마찬가지로 4등분을 했다. 그리고 단일 시료 3개와 혼합 시료 1개를 각각 작게 점으로 찍은 후 UV-램프 아래에서 시료가 잘 찍혔는지 눈으로 확인했다. 이후 70 mL 바이알에 채운 에틸아세테이트와 헥세인을 1:9 비율로 섞은 전개액에 TLC 판을 넣고 뚜껑을 닫은 후 전개시켰다. 전개가 완료됐으면 TLC 판에 찍힌 성분들을 UV-램프 아래에 넣어서 확인했다.7. Result1) 색소의 전개① 사진 또는 실험한 종이를 보고서에 붙이고, Rf 값을 구한다.기존 실험 방법에서는 아래 가로줄이 아래부터 2cm, 위 가로줄이 위부터 1.5cm였지만, 전개가 느리게 되어서 중간에 뺀 후 전개가 된 부분까지 총 길이를 줄였다. 따라서 위의 두 번째 가로줄은 위부터 3cm이다.단일 색소 1의 Rf : 3.9cm/8cm = 0.488단일 색소 2의 Rf : 7.7cm/8cm = 0.963단일 색소 3의 Rf : 1.9cm/8cm = 0.238혼합 색소 6의 Rf : 3.8cm/8cm = 0.475, 1cm/8cm = 0.125? 선택한 혼합 색소 안에 무슨 색이 있는지 Rf 값과 색을 이용하여 결정한다.: 혼합 색소의 Rf 값은 Yellow 5, Blue 1, Red 3 색소 중에서 Yellow 5와 Red 3의 Rf 값과 유사하고, 육안으로 보기에도 Yellow 5과 Red 3의 색과 일치하므로 혼합 색소의 색은 Yellow 5과 Red 3이다.2) 화학 혼합물의 분리① TLC 판의 사진을 보고서에 붙이고, Rf 값을 구한다.단일 시료 1의 Rf : 0.6cm/3cm = 0.200단일 시료 2의 Rf : 2.3cm/3cm = 0.767단일 시료 3의 Rf : 1.6cm/3cm = 0.533혼합 시료 6의 Rf : 2.2cm/3cm = 0.733, 1.5cm/3cm = 0.500cm? Rf 값을 통해 TLC 판에 전개한 1, 2, 3번 시료가 무엇인지 결정한다.: 1번 시료는 Rf 값이 가장 작으므로 메톡시페놀이고, 2번 시료는 Rf 값이 가장 크므로 4-메틸아니솔이고, 3번 시료는 Rf 값이 두 번째로 크므로 1,4-다이메톡시벤젠이다.? 혼합 용액 안에 들어 있는 시료가 무엇인지 Rf 값을 통해 결정한다.: 혼합 용액의 Rf 값은 가장 큰 것과 두 번째로 큰 것이므로 혼합 용액 안에 들어 있는 시료는 4-메틸아니솔과 1,4-다이메톡시벤젠이다.8. Discussion

자연과학| 2022.06.27| 4페이지| 1,500원| 조회(193)

크로마토그래피, 화학실험, 화학1및실험

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화학1및실험 생활속의 산 염기 분석 (A+)

화학1및실험1. Title생활 속의 산-염기 분석2. Date2022년 4월 8일 금요일3. Purpose산과 염기의 중화 반응을 이용하여 산이나 염기의 농도를 알아낸다.4. Reagents & Apparatus스탠드, 뷰렛 클램프, 50mL 뷰렛, 250mL 삼각 플라스크, 가열 교반기, 자석 젓개, 막자 사발, 항온조, 100mL 비커, 50mL, 눈금 실린더NameFormulaMW (g/mol)mp (°C)bp (°C)d (g/mL)염산HCl36.5농도의존적(aq)농도의존적(aq)1.49염화나트륨NaOH40.03181,3882.13아세트산CH3COOH60.116.61181.05제산제Mg(OH)258.33501002.34페놀프탈레인 용액C20H14O4318.3260557.81.285. Procedure식초 분석 ? 적정 CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O① 250mL 삼각 플라스크의 질량을 측정한다.② 식초 10mL를 정확히 취하여, 250mL 삼각 플라스크에 넣고 다시 한번 질량을 측정한다.③ 여기에 20mL 증류수를 넣고, 페놀프탈레인 용액 2방울을 떨어뜨린다.④ 뷰렛에 1M NaOH 표준 용액을 넣고 교반하면서 적정한다.⑤ 초기에는 용액의 색이 옅은 분홍색에서 무색으로 빠르게 바뀐다. 그러나 종말점이 가까워지면 색깔이 무색으로 변하는 시간이 점점 길어지게 된다. 1M NaOH 용액 한 방울을 넣어서 엷은 분홍색이 30초 이상 남아 있으면 종말점으로 하고, 그때 사용한 1M NaOH 부피를 측정한다.⑥ 같은 방법으로 적정을 2번 반복한다.제산제 분석 Mg(OH)2 ? 역적정Mg(OH)2 + 2HCl (과량 첨가) → MgCl2 + 2H2OHCl + NaOH → NaCl + H2O① 제산제 2알을 막자 사발에 갈아서 0.5g을 취한다.② 250mL 삼각 플라스크에 질량을 잰 제산제와 50mL 증류수를 넣는다.③ 여기에 1M HCl 표준 용액 25mL를 넣고, 가열 교반기를 이용해서 천천히 가열하여 제산제를 녹여 준다.④ 제산제가 다 녹은 후에 실온에서 적당히 식히고, 페놀프탈레인 용액을 2~3 방울 떨어뜨린다.⑤ 가열 교반기를 이용해 교반하면서 1M NaOH 표준 용액으로 적정한다.⑥ 색이 나타나기 시작하면 1M NaOH 표준용액을 한 방울씩 떨어뜨리면서 색변화를 관찰한다. 종말점이 가까워지면 색깔이 없어지는 시간이 점점 길어지게 된다. 엷은 분홍색이 30초 이상 남아 있으면 종말점으로 NaOH 부피를 측정한다.⑦ 같은 방법으로 적정을 2회 반복한다.6. Observation첫 번째 실험인 식초 분석 실험에서 식초의 질량은 식초가 담긴 삼각 플라스크에서 빈 플라스크의 무게를 빼서 값을 얻었다. 그 후 여기에 20mL의 증류수와 페놀프탈레인 용액을 2~3방울 정도 넣어줬다. 이는 무색에서 붉은색으로 색이 바뀌어 종말점을 알 수 있게 해주기 때문이다. 이후 뷰렛에 1M NaOH 표준 용액을 넣고 교반하면서 적정을 시작했다. NaOH가 10mL 정도 소모되었을 때 용액의 색이 바뀐 것을 볼 수 있었다. 두 번째 실험인 제산제 분석 실험에서는 제산제 2알을 막자 사발에 갈아서 0.502g을 취했다. 삼각 플라스크에 이 제산제와 50mL의 증류수, 그리고 1M HCl 표준 용액 25mL를 넣은 뒤 가열하며 천천히 제산제를 녹였다. 녹은 제산제가 다 식은 후 페놀프탈레인 용액을 2~3방울 정도 넣고 다시 교반하면서 1M NaOH 표준 용액으로 적정하였다. 적정하다가 색이 바뀌는 지점 즉, 종말점에서의 사용한 NaOH 부피를 측정한 결과 9.3mL가 기록되었다.종말점에 도달해 색이 바뀐 지점 제산제를 갈아서 취한 질량7. Result1) 식초 분석? 식초의 질량(g): 130.638g ? 120.822g = 9.816g, 130.739g ? 120.857g = 9.882g? (9.816g + 9.882g)/2 = 9.849g? NaOH 표준 용액의 몰농도(M): 1M? 소비된 NaOH의 부피(L): 총 2번 측정하고 평균값을 사용함. (10.6mL + 10.1mL)/2 = 10.4mL = 0.0104L? 소비된 NaOH의 몰수(mol, 몰농도 × 부피): 1M × 0.0104L = 0.0104mol? 아세트산의 질량(g, 아세트산 분자량 × 아세트산 몰수): 60.1g/mol × 0.0104mol = 0.625g? 식초 속의 아세트산 % 농도(%, 아세트산 질량/식초의 질량 × 100): (0.625g/9.849g) × 100% = 6.35%? 오차율(%) (실제 식초 속의 아세트산 농도는 약 6~7%이다. ? 6.5라고 가정한다.): {(6.5-6.35)/6.5} × 100% = 2.3%2) 제산제 분석① 제산제의 질량(g): 0.502g? 넣어 준 HCl의 몰농도(M): 1M? 넣어 준 HCl의 부피(L): 0.025L? 넣어 준 HCl의 몰수(mol, 몰농도 × 부피): 1M × 0.025L = 0.025 mol? NaOH 표준 용액의 몰농도(M): 1M? 소비된 NaOH 부피(L): 9.3mL = 0.0093L? 소비된 NaOH의 몰수(mol, 몰농도 × 부피): 1M × 0.0093L = 0.0093mol⑧ 남은 HCl의 몰수(mol, 제산제의 중화에 쓰임): 0.025mol ? 0.0093mol = 0.016mol⑨ 제산제는 Mg(OH)2이므로 제산제의 몰수(mol): 0.016mol/2 = 0.008mol⑩ 제산제 중 Mg(OH)2의 질량(g): 0.008mol × 58.3g/mol = 0.466g⑪ 제산제 속의 Mg(OH)2의 % 농도(%, Mg(OH)2의 질량/제산제의 질량 × 100): (0.466g/0.502g) × 100% = 92.8%⑫ 오차율 (실제 농도는 83.3%): {(92.8-83.3)/83.3} × 100% = 11.4%8. Discussion1) 오차의 원인에 대해 생각해 본다.: 첫 번째로 뷰렛으로 적정하면서 색 변화를 관찰하는 과정에서 색이 완전히 바뀌는 지점 즉, 종말점에서 사용된 NaOH의 부피가 정확하지 않기 때문이다. 색이 이미 바뀐 상태에서 몇 방울 정도 더 넣었을 것이기에 오차가 발생했다. 두 번째로 적정에서 사용되는 표준용액인 HCl과 NaOH의 농도가 정확히 1M가 아닐 것이기 때문에 오차가 발생했다. 농도는 온도에 의존하기 때문에 실험실에 온도에 따라 몰농도가 미세하게 바뀔 수 있기 때문에 우리가 실험에서 사용한 표준용액은 정확히 1M가 아니었을 것이다. 이러한 오차를 줄이기 위해서는 뷰렛으로 적정할 때 매우 천천히 적정해서 몇 방울의 오차를 줄이도록 하고, 사용하는 표준용액의 농도를 직접 측정하고 사용하면 될 것이다.

자연과학| 2022.06.27| 5페이지| 1,500원| 조회(130)

산염기, 생활속의 산염기 분석, 화학1및실험

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화학1및실험 아스피린의 합성 (A+)

화학1및실험1. Title아스피린의 합성2. Date2022년 4월 22일 금요일3. Purpose가장 성공적인 의약품의 하나인 아스피린의 합성을 통하여 유기 합성의 의미를 배운다.4. Reagents & Apparatus항온조, 저울, 50ml 삼각플라스크, 비커, 유리막대, 스탠드, 클램프, 눈금실린더, 뷰흐너 깔때기, 감압플라스크, 온도계, 거름종이NameFormulaMW (g/mol)mp (℃)bp (℃)d (g/mL)Acetic anhydrideC4H6O3102.09-73.1139.51.08Salicylic acidC7H6O3138.122158.62111.443Phosphoric acidH3PO497.99440~42.42121.68455. Procedure① 살리실산 2.5g을 50mL 삼각 플라스크에 넣고 아세트산 무수물 3mL를 넣는다. 이때 용기 벽에 묻은 살리실산을 모두 씻어낼 수 있도록 용기 벽을 따라 무수물이 흘러내리도록 하는 것이 좋다.② 물중탕 장치를 준비하여 삼각 플라스크를 고정시킨다.③ 85% 인산 3~4방울을 촉매로 넣어주고 70~80°C로 유지하여 10분간 가열하면 반응이 완결된다. 시간이 흐르면 용액이 투명해진다.④ 이 용액에 증류수 2mL를 조심스럽게 넣어서 반응하지 않고 남아있는 아세트산 무수물을 분해시킨다. 증류수를 넣으면 아세트산 증기가 발생하면서 용액 색이 잠시 뿌옇게 흐려졌다가 다시 투명하게 된다.⑤ 아세트산 증기가 더이상 발생하지 않으면 플라스크를 물중탕에서 꺼내 증류수 20mL를 넣어 주고 실온까지 냉각시킨다. 증류수를 넣으면 용액의 색이 뿌옇게 흐려지고, 시간이 흐르면 하얀색 아스피린이 석출되기 시작한다.⑥ 아스피린 결정이 생성되지 않을 경우 플라스크를 얼음물로 냉각시키고 유리막대로 플라스크 안쪽을 긁어준다.⑦ 생성된 결정을 감압 여과기로 걸러낸 후 증류수로 1~2회 씻고, 공기중에서 건조시켜 질량을 측정한다.6. Observation저울에 거름종이를 올리고 영점 조절을 한 후에 살리실산을 2.515g 취했다. 이 살리실산과 아세트산 무수물 3mL을 50mL 삼각 플라스크에 넣었다. 이후 85% 인산 3방울을 촉매로 넣어주고, 삼각 플라스크를 항온조에 넣어 70~80℃로 중탕했다. 10분 동안 가열했더니 살리실산이 모두 녹아 투명해지며 반응이 완결되었다. 그 후에 반응이 덜 되어서 남아있는 아세트산 무수물을 분해시키기 위해 증류수 2mL를 넣었더니 아세트산 증기가 발생하며 색이 잠시 뿌옇게 흐려졌다가 다시 투명해졌다. 이후 증기가 발생하지 않을 때 물중탕을 멈추고 꺼내 증류수 20mL를 다시 넣었다, 석출된 아스피린을 감압 플라스크로 수득했다.거름종이에 걸러진 아스피린의 질량7. Result1) 살리실산의 질량(g): 2.515g2) 살리실산의 몰수(mol): (2.515g)/(138.12g/mol) = 0.0182mol3) 아세트산 무수물의 부피(mL): 3mL4) 아세트산 무수물의 질량(g, 밀도=1.087g/mL): 3mL × 1.087g/mL = 3.261g5) 아세트산 무수물의 몰수(mol): (3.261g)/(102.09g/mol) = 0.032mol6) 몰분율에 기초하여 어떤 물질이 한계 반응물인가?: 살리실산의 몰분율이 아세트산 무수물의 몰분율보다 작으므로 한계 반응물은 살리실산이다.7) 아스피린의 이론적 질량(g): 0.0182mol × 180g/mol = 3.276g8) 거름종이의 질량(g): 0.7g9) 거름종이에 걸러진 아스피린의 질량(g): 3.577g10) 수득한 아스피린의 질량(g): 3.577g ? 0.7g = 2.877g11) 수득률(%): {(2.877g)/(3.276g)} × 100(%) = 87.82%8. Discussion1) 수득률이 100%가 아닌 이유에 대해서 생각해 본다.: 수득률이 100%가 아닌 이유는 이번 실험에서 발생한 오차들을 살펴보면 알 수 있다. 우선 아스피린 결정을 만드는 과정에서 차가운 물로 삼각 플라스크를 빠르게 냉각시켜 결정의 크기가 작게 만들어졌고, 감압 플라스크로 감압시키는 과정에서 결정의 크기가 작은 입자들이 물과 같이 걸러져서 오차가 발생했을 것이다. 그리고 50mL 삼각 플라스크 안쪽 벽면에 생성된 아스피린 결정을 증류수로 잘 씻어내는 과정에서 완벽히 씻겨지지 않고 소량의 아스피린 결정이 남아있어서 오차가 발생했을 것이다. 마지막으로 추출한 아스피린을 1~2일 정도 공기 중에 건조시키는 과정에서 수분만 날아간 것이 아니라 소량의 아스피린도 일부 날아간 것으로 예상되기에 오차가 발생했을 것이다. 이러한 오차의 원인 때문에 아스피린의 수득률이 100%가 아닐 것이다.2) 합성된 아스피린을 확인하는 방법에 대해 설명한다.: 합성된 아스피린을 확인하는 방법은 두 가지가 있다. 첫 번째는 염화제이철(FeCl3)을 이용한 정색 반응이다. 반응이 완전히 되지 않은 반응물의 경우 살리실산이 남아있다. 환원 반응을 하여 색깔을 나타내게 된다. 같은 알코올이라도 벤젠 고리를 가지는 페놀류의 검출에 이용되는 방법이다. 두 번째 방법은 TLC 확인 방법이다. 간편하고 비교적 정확한 방법이나 시료를 건조시켜 수분을 없애야 사용이 용이하므로 수분이 남아 있을 경우 TLC로 확인이 어렵다는 단점이 있다.

자연과학| 2022.06.27| 4페이지| 1,500원| 조회(176)

아스피린, 아스피린의 합성, 화학1및실험

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