장력계를 이용한 액체의 표면장력 측정실험목적PURPOSE OF EXPERIMENT접촉각의 물리적 의미와 표면장력, 표면에너지의 관계를 생각해본다.장력계를 이용하여 액체의 계면장력을 측정하고 고체의 표면에너지를 계산한다.실험이론극성 분자와 무극성 분자극성 분자(Polar molecule) 영구 전기 쌍극자 모멘트를 갖는 분자ex) Water무극성 분자(Nonpolar molecule)영구 전기 쌍극자 모멘트를 갖지 않는 분자ex) Decane, Diiodomethane
01 실험 목적산과 염기, 그리고 중화반응의 정의에 대해서 알아본다.pH meter의 작동원리에 대해 알아본다.산,염기 표준용액을 만들고, 미지시료의 농도를 표준용액으로 적정하여 농도를 결정할 수 있다.이론산과 염기의 정의아레니우스 (Arrhenius)의 정의Arrhenius Acid: 수용액 상태에서 물에 해리되어 ^+을 생성하는 물질 Ex) HClArrhenius Base: 수용액 상태에서 물에 해리되어 〖 〗^−을 생성하는 물질 Ex) NaOH 브뢴스테드-로우리 (Bronsted, J. N & Lowry, T. M)의 정의Brønsted-Lowry Acid : 다른 물질에 ^+를 내놓는 물질 Ex) HClBrønsted-Lowry Base : 다른 물질로부터 ^+를 받는 물질 Ex) NH3루이스(Lewis)의 정의 Lewis Acid: 전자쌍을 받아들이는 물질 Ex) BF3Lewis Base: 전자쌍을 내주는 물질 물질 Ex) NH3
실험 목적굴절에 대한 정의와 굴절률에 대해 알아본다.Abbe Refractometer의 원리와 사용법을 숙지한다.온도와 농도에 따른 굴절률의 변화를 통해 굴절률의 변화 요인을 분석할 수 있다.굴절 (Refraction)- 실험이론굴절 (Refraction)빛의 파동이 서로 다른 매질의 경계면에서 비스듬하게 입사할 때, 진행방향이 변하는 현상이다.굴절이 발생하는 이유매질의 밀도 차이로 인해 빛의 파동의 진행속도가 변하기 때문에 굴절이 발생한다.
1.실험 목적Carboxylic acid와 Alcohol의 반응으로 Ester인 Methyl Benzoate가 생성되는 Esterification을 알아본다.2.실험 이론1)Carboxylic acid카복실 그룹(-COOH)을 가지고 있는 유기 화합물로 탄소가 sp2혼성 구조를 이루며 카보닐(carbonyl) 그룹과 하이드록시(hydroxyl)그룹이 모두 존재하므로, 강한 수소결합을 이뤄 비슷한 분자량의 탄소 화합물에 비해 끓는점이 높다. 2)Ester유기산 또는 무기산의 화합물에서 하나 이상의 hydroxyl group이 alkoxy group으로 치환된 화합물이다. 카보닐기를 중심으로 가지며 산 또는 염기에 의해 가수 분해되어 산과 알코올을 생성한다.3)Nucleophile acyl subsititutionAcyl group과 Nucleophile에 의해 일어나는 치환반응으로 nucleophile이 carbonyl기의 탄소를 공격하여 사면체의 중간체를 만든 뒤 leaving group이 빠져나가며 새로운 carbonyl기를 만든다. 4)Esterification산과 알코올 또는 페놀에서 ester를 생성하는 가역 반응이다. 높은 수득률을 얻기 위해 촉매와 더불어 르샤틀리에 원리를 사용하며, 생성물 중의 하나를 제거하거나, 하나의 반응물을 과량 사용한다. 일반적으로 반응물인 알코올을 과량으로 첨가해 반응시 용매로 사용한다. 5)Fischer esterification카복실산과 알코올의 산-촉매 Nucleophile acyl substitution reaction에 의해 ester를 합성하는 반응이다. 이 때는 용매로서 과량의 알코올이 사용되며 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸 에스터의 합성만 가능하다. 모든 단계는 가역적이며 반응 조건에 따라 방향이 결정된다. 반응 과정은 다음과 같다.
1.실험 목적Diels-Alder 반응의 특징과 mechanism을 이해한다Distillation을 통해 Dicyclopentadiene을 분해하여 Cyclopentadiene을 얻는다H-NMR을 이용하여 유출된 물질을 확인한다2.실험 이론1)Diels—Alder reactionConjugated diene(친핵체)가 Dienophile(친전자체)과 만나 고리를 형성하는 첨가반응으로 Pericyclic reaction을 따르고 극성 반응이나 라디칼 반응이 아니다. Cycloaddition reaction으로 s-cis 형태의 conjugated diene에 1,4-addition을 시킴으로써 2개의 파이 결합에 새로운 시그마 결합을 형성한다. 두 개의 결합은 한 단계에서 동시에 만들어지므로 concerted reaction이다. 만약 Cyclic diene과 Cyclic dienophile이 서로 반응하면 하나 이상의 입체 이성질체가 생길 수 있으며, 이 때 우세한 이성질체는 전이 상태에서 파이 전자의 최대 중첩을 포함하는 이성질체이다. Endo isomer를 형성하기 위해서는 dienophile 바로 위에 diene이 있는 sandwich 형태를 이뤄야하고, Exo isomer를 형성하기 위해서는 dien과 dienophile이 계단식으로 배열되어야 한다. Exo 생성물은 치환기가 bicyclic molecule의 위쪽 방향을 가리키고, endo 생성물의 경우는 아래 방향을 가리키는데, exo 생성물의 입체 장애가 endo에 비해 크기 때문에 endo 생성물이 주로 생성되게 된다.Diels-Alder reaction는 입체 특이성(Stereospecific)을 갖는데 이는 Dienophile의 입체화학이 반응 전후로 유지됨을 의미한다. 만약 cis 형태의 dienophile이 반응하면 cis 생성물을 만들고, trans와 반응하면 trans 생성물을 만든다.