I. Abstract이번 실험은 네 가지의 실험이었다. 먼저 Zn, Pb, Cu 금속조각을 각각의 수용액에 넣어보고 변화를 관찰함으로써 전기화학적인 서열을 확인할 수 있었고, 이를 이론적으로 배운 이온화경향과 비교해보아 일치함을 알아보는 실험을 먼저 진행하게 되었다. 이후, Zn-Pb, Zn-Cu, Pb-Cu 세가지의 화학 전지를 제작한 뒤 표준 환원 전위표와 비교하여 실제로 전위차를 측정해 봄으로써, 산화반응과 환원 반응의 표준 환원 전위차와 비교해보며 오차를 비교하는 실험을 하였다. 세번째로는 표준 상태의 전지가 아닌 비 표준상태의 전지를 만들어 본 뒤 Nernst 식에 대입하여 예측을 해보고, 전위차를 실제로 측정해보며 비교를 해 보는 과정을 거치며 Nernst 식이 실제로도 적합한지 알아보는 과정을 거쳤다. 마지막으로는 전기 화학을 통해 용해도 곱 상수를 측정할 수 있는데, 이를 실제로 계산해보는 과정을 거쳤다. 앞서 계산한 전위차들을 바탕으로 Nernst 식에 존재하는 log값 내의 농도 변수를 계산하는 과정을 통해 용해도 곱 상수를 측정해 보았다.이번 실험에서 대체적으로 이론적으로 배운 값과 실험값이 오차가 적다는 사실을 보고 이론과 실제가 일치함을 느꼈다. 하지만 실제 표준상태인 25℃, 1atm을 정확하게 맞추고, 금속 표면을 사포로 문지른 뒤 순수한 금속 표면을 수용액 내에 넣고, 염다리를 매 실험마다 새 것으로 교체를 했다면 더욱 더 오차가 작아졌을 것이라고 예상이 된다. 또한, 두번째 실험에서 Zn-Pb 의 경우엔 다른 전지와는 다르게 약간 오차가 더 컸다. 그 이유는 실험적인 과정의 실수에서 비롯된 오차가 아닌 과전압 때문이었다는 사실을 추가적으로 알 수 있었다.표준 용액일 때에는 교재의 부록의 표준 환원 전위 표를 참고하여 계산을 하는 것이 정확하고, 표준 용액이 아닐 경우, Nernst 식을 사용하여 계산하면 상당히 정확한 값의 전위차를 지님을 알수 있었다. 또한 Nernst 식을 사용하여 고체 염의 용해도 곱 상수를 구해 용해도를 간접적으로 알 수 있는 실험이었다.
I. Abstract[ ] 을 합성하면서 옥살레이트-철 착화합물을 만들어보았다. 합성한 [ ]을 이론적 생성량과 비교하여 수득률을 계산하는 실험이 먼저 진행됐다. 이후, 광반응을 시킨 뒤 세가지 시험관을 빛을 쪼여준 시간에 따라 나누고 흡광도를 측정하여 그래프를 그려보았다. 측정한 흡광도를 가지고 Beer-Lambert 법칙을 통해 농도를 구해보았고, 이론적으로 구한 농도와 비교하며 반응 수율을 관측하는 실험을 진행해 보았다. 마지막으로 청사진을 만드는 실험을 진행했다. 광화학 반응에 의해 생성된 Fe(II)가 청사진 반응을 거쳐 Trunbull’s blue를 형성했고, Fe(II)에서 Fe(III)로 전이되는 원자간 전이에서 690nm 파장이 흡수되어 보색인 청색이 우리 눈에 보이게 되는 청사진을 실제로 만들어 보았다. 첫번째 실험에서 [ ]의 수득률이 95.7%로 성공적인 값을 얻을 수 있었고, 두번째 실험에서 흡광도 그래프에 따라 생성물의 농도가 비례하는 값을 얻었고 이론적으로 예상했던 값이 나와 성공적인 실험을 했다고 할 수 있었다.이번 실험에서 아인슈타인의 광양자설에 입각해서 빛이 hv의 에너지를 갖고, 하나의 운동량을 가진 입자로 생각할 수 있다는 사실을 실험적으로 알아볼 수 있었다. 또한 우리 주위에서 사진의 현상, 광합성, 광화학 스모그와 같이 광화학반응이 실제로 사용되는 예시를 알 수 있었다.실험에서 실험 이외의 광반응이 일어나지 않도록 삼각 플라스크를 호일로 감싸고 진행했는데, 암실에서 진행하거나 실험이외에는 절대 빛이 들어가지 않도록 했다면 더욱 더 이론값에 근접한 결과가 도출되었을 것이라고 예상된다.<중 략>V. Discussion이 외의 광화학 반응에 대하여 알아보자. (2가지 이상)1. 사진의 현상젤라틴 속에 할로겐화은 결정을 분산시키고, 거기에 빛을 쬐여주게 된다면 할로겐화은이 불안정해진다. 여기에 히드로퀴논, 메롤 등의 환원제를 작용시키면 은입자가 석출되게 된다. 실제 사진의 경우에는 빛의 양이 적어도 될 수 있게 빛을 쪼인 할로겐화은을 함유한 결정 전체가 검게 변하도록 되어있다.
I. Abstract이번 실험에서는 2가 철을 이용하여 착화합물을 만들어 보고, 이를 바탕으로 전이 금속의 착물형성 반응에 대해 배우는 실험을 먼저 하였고, 빈혈 치료제에 포함된 철의 양을 분광광도계와 Beer-Lambert 법칙을 이용하여 구해보는 실험을 진행하였다. 전이 금속은 전형적인 금속의 특징을 나타내는 역할을 한다. 대표적으로 특정 파장의 가시광선을 흡수하기 때문에 나타나는 색이 있고 이를 알아보는 실험이 첫 번째 실험이었다. 3d 궤도함수 에너지의 갈라짐을 통해서 첫 주기전이 금속 착이온들의 색과 자기적 성질을 설명할 수 있게 된다. 사이의 갈라짐 에너지가 바로 색을 결정하는 요인이 된다. 이는 금속뿐만이 아니라 리간드에 의해서도 영향을 받는다. 센장, 약한 장에 따라 ∆폭이 변하게 되기 때문이다.첫 번째 실험에서 2가 철 이온을 만든 뒤, [ ] 착물을 형성한다. 이 착물은 붉은 계열의 색을 나타나게 되는데, 이 이유는 phenanthroline이 센 장 리간드에 속하기 때문에 ∆폭이 커지고, 최대 흡수 파장인 510nm에서 녹색 빛을 흡수하기 때문에 보색인 붉은 색이 나타나게 된다.두 번째 실험에서 빈혈치료제에서 2가 철을 얻어낸 뒤, 1,10-phenanthroline 과 착이온 형성반응을 일으켜 옅은 초록색의 용액을 얻게 되면, 이를 분광광도계를 통해 흡광도를 측정한다. 착화합물의 흡광도로부터 용액의 철의 농도를 계산할 수 있기 때문에 이를 바탕으로 빈혈치료제 내에 포함된 철의 양을 구해보고, 실제 이론값과 비교해보았다.
I. Abstract이번 실험은 완충용액에 대한 실험이다. Henderson-Hasselbalch equation을 사용해서 이론적으로 완충용액의 원리와 작용에 대해서 알아보고 난 뒤 완충용액을 만들어보며 실험을 시작하였다. 완충용액은 소량의 산이나 염기를 첨가하더라도 pH변화에 저항하는 능력을 가진 용액이다. 이를 만들기 위해서는 약산과 그 약산의 염, 약염기와 그 약염기의 염을 포함하는 용액을 만들어야 했다. 또한 좋은 완충능력을 가진 용액을 만들기 위해서는 산과 염기의 농도의 비가 1에 가까울 수록 좋은 완충능력을 가졌다고 볼 수 있다. 만들어진 완충용액을 바탕으로 완충 용량과 완충작용을 확인해보기 위해서 NaOH 수용액을 첨가해 보면서 완충작용을 살펴보았다. 그 결과 산과 염기의 비율이 1인 완충용액 2가 가장 완충을 잘 하였고 HCl 수용액, 증류수의 경우는 완충용액이 아니면 pH가 급격하게 변한다는 사실을 실험으로 증명해보았다. 어느정도 완충을 하였지만 NaOH의 첨가량이 늘어나자 수산화이온의 양이 증가하여 완충을 버티지 못하고 강한 염기를 띠는 현상도 보았다. 마지막 실험C 에서는 가장 완충능력이 좋았던 완충용액 2를 통해서 미지의 농도의 NaOH를 첨가한 뒤 그 농도를 구해보는 실험을 하게 되었다. 이 실험은 pH 변화를 통해 Henderson-Hasselbalch equation을 풀어서 수용액의 농도를 구해볼 수 있었다. 이를 통해 이론적으로 배운 사실을 실제로 증명해보았고, 완충용액의 pH는 실제로 소량의 산과 염기에는 충분히 버틸 수 있음을 알게 되었다. 또한 완충용액의 pH는 농도비에 의존한다는 사실도 알게 되었다.오차율이 적게 나와 이론과 실제와 가장 근접한 실험이었다고 생각된다. 하지만 약간의 오차를 줄이기 위해서는 pH meter를 이용하면서 세척을 더 꼼꼼히 하여야 하며 정확한 양을 취해서 옮겨야 할 것이다. 마지막으로 공기중의 이산화탄소가 녹아들기 때문에 예상한 pH보다 더 산성을 나타났다고 생각된다. 이를 보정한다면 더 완벽한 실험이 되었을 것이라고 예상된다.
I. Abstract이번 실험에서는 비누화 반응을 이해한 뒤, 비누를 실제로 만드는 과정을 거쳤다. 극성 머리와 비극성 꼬리를 가지는 물질들은 물 속에서 때와 만나게 되면 때를 중심으로 하여 극성머리는 물을 향하는 방향으로 구를 이루게 된다. 이 구의 모양을 갖게 되는 물질을 ‘마이셀’이라고 한다. 이렇게 떨어져 나온 입자들은 정전기적으로 반발력이 작용하게 되고, 이에 따라 분산된 상태로 존재하게 된다. 이것이 기초적인 비누의 원리이다. 이번 실험에서 사용하게 된 비누화 반응은 유지와 알칼리를 함께 끓이게 되었을 때 생기는 반응이다. 비누화 반응이 일어나게 되면 지방산의 금속 염과 글리세롤이 생기게 된다. 용액 형태로 만들어진 비누를 분리하기 위해서는 염화 소듐과 같은 전해질을 넣어 전해질은 물에 해리시키고 전해질의 이온보다 극성이 작은 비누분자들은서로 엉키게 되어 염석효과를 지니게 한다.