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아세트아닐라이드의 합성(결과레포트) A+자료

REPORT제목 : 아세트 아닐라이드의 합성‘Ⅰ. 실험목적일반적인 친핵성 아실 치환 반응에 대해 이해하고 아닐린에 아세틸기가 도입되어 아마이드를 생성하는 반응메커니즘을 실험을 통해 이해할 수 있다. 결정이 생기는 원인과 결정생성시간이 순도에 끼치는 영향에 대해 알 수 있고 결정으로 석출되지 않았을 때의 정제과정을 설계해볼 수 있다.Ⅱ. 실험방법? 100ml 둥근플라스크에 아닐린 5ml를 넣고, 아세트산 무수물과 빙초산을 1:1 비율로 10ml를 넣는다.? 환류 냉각기를 장치하고, 30-40분 동안 혼합물을 가열한다. (reflux)-> 확실한 합성반응을 유도하기 위해 2hr 실시? 뜨거운 반응액을 200ml 의 차가운 증류수에 넣고 식힌다.④ 식으면서 차츰 결정이 생기는 것을 육안으로 확인한다.⑤ 결정을 감압여과하고 물로 세척한다.⑥ 세척 후 건조 시키고, 무게를 측정한다. (수득률 계산)아세틸화 시약으로 빙초산을 사용하면 생성되는 수분으로 인해 농도가 묽어지고 반응이 느려진다. 반면에 아세트산 무수물을 사용하면 반응 시간이 단축되어 효율이 좋으나 다이아세틸 유도체가 소량 부산물로 생겨날 수 있다. 이 둘중 하나만 사용할 수도 있고 둘 다 혼합한 물질을 사용할 수 있다. 단독으로 사용하는 것보단, 혼합액으로 사용하는 것이 더 아세틸화반응이 잘 일어나며 수득량이 좋다.Ⅲ. 실험결과 및 고찰위의 사진은 합성한 아세트아닐라이드 결정 질량이다.ArNH _{2} +CH _{3} COOH rarrow ArNHCOCH _{3} +H _{2} OArNH _{2`} +CH _{3} C(=O)OC(=O)CH _{3} rarrow ArNHCOCH _{3} +CH _{3} COOH2ArNH _{2} +CH _{3} C(=O)OC(=O)CH _{3} rarrow 2ArNHCOCH _{3} +H _{2} O아세트산 무수물과 빙초산의 양이 아닐린의 양보다 많으므로,아세트 아닐라이드의 양은 아닐린의 양에 의해 결정될 것이다.본 실험에서, 약 5.08g의 아세트 아닐라이드 결정을 수득하였다.아닐린 (C _{6} H _{5} NO _{2}) 몰질량 = 93.13g/mol아닐린 (C _{6} H _{5} NO _{2}) 밀도 = 1.02g/cm ^{3}아세트 아닐라이드 (C _{6} H _{5} NH(COCH _{3} )) 몰질량 = 135.17g/mol아세트 아닐라이드 (C _{6} H _{5} NH(COCH _{3} )) 밀도 = 1.22g/cm ^{3}첨가한 아닐린 = 5mL밀도= {질량} over {부피} 공식을 사용하면,사용된 아닐린의 질량을 구할 수 있다.질량=1.02g/ml` TIMES `5ml=5.1g사용된 아닐린의 몰수는{질량} over {몰질량} = {5.1g} over {93.13g/mol} =0.0548mol이 된다.따라서, 생성된 아세트 아닐라이드의 몰수={질량} over {몰질량} = {질량} over {135.17g/mol}=0.0548mol공식을 이용하면, 이론적인 아세트 아닐라이드의 질량 7.407g을 구할 수 있다.아세트 아닐라이드의 수득률 ={5.08g} over {7.407g} TIMES 100`=`68.58%본 실험에서 기대되는 아세트 아닐라이드의 질량은 7.407g이고 실제로 얻은 질량은 5.08g이다. 따라서, 약 68.58%의 아세트 아닐라이드의 수득률을 얻었다. 이론적으로 100%를 검출해야하나, 100%에 미치지 못하는 수득률을 구하였다.그 이유는 대부분의 화학반응은 가역적으로 진행하여 화학 평형에 도달하므로 수득률이 100%가 나올 수 없다.100%가까운 수득률을 얻기 위해서는 화학반응식의 계수와 반응열을 고려해보는 것이 좋다. 화학반응의 계수가 증가하는 반응에서 압력을 낮추고, 발열 반응하는 반응에서는 온도를 낮추면 정방향으로 반응이 이동한다. 따라서, 이번 실험에서 반응식의 계수는 일정하고 발열반응을 하기 때문에 온도를 낮추면 수득률을 높일 수 있다. 온도를 낮추었을 때 빠른 반응을 하기 원하면 촉매를 사용해보는 것도 좋다. 2시간 보다 더 오랜 시간 중탕을 진행한다면, 정방향의 반응으로 화학적 평형이 이동하여 7.407g에 가까운 아세트아닐라이드를 구하여 높은 수득률을 구할 수 있을 것이다.아세트 아닐라이드의 특징은 찬물에 조금 녹는 성질이 있어 아세트 아닐라이드 소량이 물에 녹아들어가 수득률에 영향을 미쳤을 수 있다.-친핵성 아실치환반응의 메커니즘에 대해 생각해보시오. (Reflux가 뭔지, 세척은 왜 물로 했는지, 어떤 원리로 합성이 되는지 고찰-반응식 기입)위 그림은 아닐린의 친핵성 아실 치환반응 메커니즘을 나타내었다. 아세트산 무수물은 아닐린과 반응할 때 좌우 대칭이므로, 카보닐 탄소 왼쪽, 오른쪽이든 어디든 상관없이 공격이 가능하다. 1차 아민인 아닐린을 사용하여 2차 아세트 아닐라이드가 생성되었다.실험에서 아세트 아닐라이드가 생성되는 반응은 친핵성 아실 치환반응이다.친핵성 아실 치환반응은 두단계로 진행된다. 아닐린의 질소원자의 비공유전자 쌍이 아세트산 무수물의 카보닐 탄소에 친핵성 공격을 하고 양성자 이동이 일어난다. 친핵체와 탄소가 새로운 단일 결합을 형성하고 이탈기가 제거 된다. 첫 단계에서 이중결합이 끊어져 생긴 산소의 음이온을 제거하는 방향이 일어난다. 이탈기의 단일결합이 끊어지고 산소의 이중결합이 생기면서 반응은 종료된다.아세트 아닐라이드를 만드는 과정에서 양성자를 제거할 수 있는 염기성을 띄는 화합물이 존재해야한다. 아민 화합물은 보조적으로 양성자를 제거하기도 한다.Reflux를 시행하는 이유는 증기를 냉각 응축하여 다시 아래의 용기 안으로 돌려보내주어 휘발성 물질의 증기가 흐르는 물에 의해 냉각, 응축된다. 따라서 플라스크 안으로 환류하여 물질이 달아남을 막아주기 때문이다.⑤ 결정을 감압여과하고 물로 세척한다.위 과정에서 물로 세척하는 이유는 비커에 남아있는 아세트 아닐라이드 결정을 전부 필터에 넣기 위함이다. 모든 결정을 걸러내서 수득률을 높일 수 있다.또한, 물을 사용하는 이유는 아세트 아닐라이드는 찬물에 조금 녹는 성질이 있어 물을 과량을 넣어주었을 때 용해도가 떨어져 아세트 아닐라이드가 결정을 이루는데 용이하기 때문이다.Ⅳ. 분석-반응 후 결정이 생성되는 원인과 결정생성 시간이 순도에 끼지는 영향을 생각해보시오.결정이 생성된는 원인은 아세트 아닐라이드의 녹는점이 114도로 상온에서 고체상태로 존재하며 아세트 아닐라이드는 유기용매에 잘 녹으나 증류수에는 잘 녹지 않는 성질을 가지고 기 때문이다. 따라서, 증류수를 과량 첨가했을 때 용해도가 떨어져 아세트 아닐라이드 결정이 생성된다.결정은 냉각속도에 영향을 받는다. 온도를 갑자기 낮추면, 결정이 규칙적으로 배열되는데 걸리는 시간이 충분하지 않아 불순물이 섞일 수 있다. 또한, 크기가 작고 고르지 못한 결정이 생성된다.반면, 온도를 천천히 낮추면, 결정이 규칙적으로 배열되기 충분한 시간을 가져 크기도 크고 결정이 고른 순수한 결정을 얻을 수 있다. 따라서 결정생성 시간을 충분히 두는 것이 높은 수득률을 구하는데 유리하다.

공학/기술| 2021.05.10| 6페이지| 2,500원| 조회(315)

아세트아닐라이드, 아세트아닐라이드의 합성, 고분자기초실험

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아세트아닐라이드의 합성(예비레포트) A+자료

REPORT제목 : 아세트 아닐라이드의 합성Ⅰ. 실험목적일반적인 친핵성 아실 치환 반응에 대해 이해하고 아닐린에 아세틸기가 도입되어 아마이드를 생성하는 반응을 실험을 통해 이해한다. 친핵성 아실 치환반응의 메커니즘을 알 수 있다.Ⅱ. 실험원리Acentanilide아세트산 무수물과 아닐린의 반응을 통해 만들어진다. 과산화수소의 억제제로, 니스 칠의 안정화를 위해 사용한다. 물에 약간 용해되며 대부분의 조건에서 안정적인 성질을 띈다. 순수한 결정은 판 모양이고 무색에서 흰색이다.프리델-크래프츠 아실화반응에서 루이스산AlCl _{3}는 산 염화물의 탄소-할로젠 결합을 이온화한다. 이로형성되는 양으로 하전된 공명 안정화된 탄소 친전자체를 아실륨이온이라 부른다. 아실륨 이온의 양으로 하전된 탄소원자가 벤젠과 반응한다. 이 반응은 두 단계로 일어나는 친전자성 방향족 치환반응이다.아실륨 이온을 생성시키고, 친전자체로 사용하여 친전자성 방향족 치환반응의 두단계 메커니즘을 나타낸 그림이다.아세트산무수물카복실산 무수물의 하나로, 아세트산 2분자에서 물 1분자가 빠져나가면서 결합된 유기산 무수물이다. 무수아세트산이라하며 빙초산을 물이 거의 섞이지 않은 100%에 가까운 아세트산이라는 의미이다. 케텐과 아세트산의 반응으로 만든다. 또 무수염화알루미늄을 촉매로 한 아세트산과 포스젠의 반응으로도 만들 수 있다. 화약약품, 염료의 원료, 아세트산에틸-아세트산아밀등 용제의 원료로 사용된다.빙초산빙초산은 아세틸렌과 물의 반응 또는 알코올의 공기산화에 의하여 아세트 알데하이드를 얻고 이것을 다시 산화시켜 얻는 무색의 액체로서 물과 대부분의 유기 용매에 용해된다. 수용액은 산성을 나타내는 특징이 있다. 피부와 점막에 닿으면 심한 염증을 일으키기 때문에 실험을 할 때 유의하여 진행한다. 용매 또는 유기화합물을 합성하는데 많이 사용되고 있다.아세틸화 : 유기화합물의 하이드록시기 ?OH 또는 아미노기 ?NH2 등의 수소원자를CH _{3} CO ^{-}로 치환하는 반응의 총칭이다. 아미노기의 아세틸화는 아세트산무수물을 반응시키면 쉽게 진행된다. 아세틸화 반응은 아실화반응의 예 중 하나이다.아세틸화 시약으로 빙초산을 사용하면 생성되는 수분으로 인해 농도가 묽어지고 반응이 느려진다. 반면에 아세트산 무수물을 사용하면 반응 시간이 단축되어 효율이 좋으나 다이아세틸 유도체가 소량 부산물로 생겨날 수 있다. 이 둘중 하나만 사용할 수도 있고 둘 다 혼합한 물질을 사용할 수 있다. 단독으로 사용하는 것보단, 혼합액으로 사용하는 것이 더 아세틸화반응이 잘 일어나며 수득량이 좋다.아마이드는 암모니아 또는 아민의 수소 원자가 아실기나 금속원자로 치환된 화합물이다. 대부분 무색 결정으로 유기합성 원료로 이용된다. 물을 넣으면 쉽게 분해되는 성질이 있다. 다양한 아마이드 합성법이 있지만, 가장 일반적인 방법은 카복실산과 아민의 축합 반응이다. 카복실산 자체는 축합 반응에서 반응성이 떨어지기 때문에 카복실산을 활성화하는 과정이 필요하다. 활성화된 카복실산에는 활성에스터, 산염화물, 혼합 산 무수물 등이 있고, EDCI와 같은 아미노산 합성이 특화된 시약을 이용하는 방법이 있다.Ⅲ. 실험기구 및 시약실험기구 : 100ml RB, 환류 냉각기, 비커, 감압여과장치, HOT Plate, 피펫, 메스실린더, Stir bar용매 및 시약 : 아닐린, 아세트산 무수물, 빙초산, 증류수 (DW)Ⅳ. 실험방법? 100ml 둥근플라스크에 아닐린 5ml를 넣고, 아세트산 무수물과 빙초산을 1:1 비율로 10ml를 넣는다.

공학/기술| 2021.05.10| 5페이지| 2,500원| 조회(281)

아세트아닐라이드, 아세트아닐라이드의 합성, 고분자기초실험

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분별증류(결과레포트) A+자료

REPORT제목 : 분별증류Ⅰ. 실험목적액체의 혼합물을 끓는점 차를 이용해 분리하는 분별증류의 원리를 이해하고 실험에 적용하여 혼합물을 분리할 수 있다.유기화합물에서 끓는점 차가 나타나는 원인을 이해하고 유기혼합물 분리에 적용할 수 있다.Ⅱ. 실험방법? 250ml 1구 둥근바닥 플라스크에 에탄올과 증류수 혼합액을 자석 스핀바와 함께 넣고, 플라스크 위에 snyder column, 온도계 그리고 냉각기를 설치한다.? 냉각기 끝 부분에는 응축된 용매를 받을 수 있는 플라스크를 설치한다.? 가열기의 온도를 200CENTIGRADE (또는 용매가 끓는 온도)로 맞춘 후 교반하면서 증류를 시작한다.④ 증류 시작 후 온도계의 온도를 확인하고, 이후 2분마다 온도를 기록한다.⑤ 응축된 용매를 받는 플라스크에 첫 방울이 떨어질 때의 온도와 시간을 기록한다.⑥ 다시 2분마다 온도를 기록하며, 일정하게 온도가 유지되는 시간을 확인한다.⑦ 온도계의 온도가 다시 상승하기 시작하면 증류를 종료한다.⑧ 증류되지 않은 액체 혼합물과 증류된 혼합물을 눈금 실린더를 이용하여 부피를 측정한다.Ⅲ. 실험결과 및 고찰2분마다 측정한 결과값이 적힌 엑셀표를 분석하고 어느 부분에서 응축이 시작될지 예측해보았다.A구간 : 물과 에탄올 혼합물이 온도가 높아진다.B구간 : 에탄올이 끓어 나오며, 온도가 일정하게 유지된다. -> 에탄올의 끓는점인 78.4도 보다 약간 높은 온도에서 끓는다.C구간 : 물의 온도가 높아진다.D구간 : 물이 끓어 나오며, 온도가 일정하게 유지된다.(물과 에탄올 혼합물의 가열곡선 : zum학습백과)위를 참고하여 표를 분석해보면,엑셀표를 보면 온도가 일정하게 증가하다 10분부터 온도가 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 20분부터는 다시 온도가 일정하게 2도씩 증가하는 양상을 보였다. 24분부터 32분까지 온도가 일정한 모습을 보였다. 이 구간은 액체 에탄올이 기화되었다가 다시 냉각수에 의해 응축되는 과정이다. 따라서 24분인 82.8CENTIGRADE 에서 에탄올의 응축이 시작될 것이다.그리고 32분부터 온도가 일정하게 다시 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때 에탄올의 기화가 끝나고 물의 기화가 일어나는 것을 확인할 수 있다.응축된 에탄올질량 : 10.15g 3구플라스크에 남아있던 액체질량 : 45.79g총 남은 용액은 55.94g 이다. 처음 60g 이었던 혼합액과 오차가 발생하는데 그 이유는 완벽한 진공상태가 되지 않아 에탄올이 공기 중으로 휘발되었을 수 있다. 또한, 플라스크안의 혼합용매에 열이 골고루 퍼지지 않아 열 손실이 일어났고 실험 오차가 발생했을 수 있다. snyder column을 만질 때 연결된 호스관 때문에 고정된 column이 흔들려 정확한 실험값을 내는데 오차가 발생하였을 것이다.Ⅳ. 분석에탄올의 끓는점이 78도 임에도 불구하고 에탄올은 한방울도 응축되지 않았다. 끓는점 이상으로 온도가 올라감에도 에탄올이 끓지 않는 이유에탄올의 끓는점은 78.4CENTIGRADE 로 본 실험에서 78CENTIGRADE 일 때 에탄올은 검출되지 않았다. 그 이유는 실험실 공기의 대기압이 1기압이 아니기 때문이다. 공기의 대기압이 1기압일 경우에만 정확한 에탄올의 끓는점 78.4CENTIGRADE 의 값을 얻을 수 있다. 또한, 에탄올의 순도가 100%가 아닐 수 있다. 공기 중의 수분이나 불순물이 섞여 에탄올의 끓는점이 다르게 나올 수 있다.분별증류를 하는 이유분별증류란 끓는점 차이로 작은 액체 혼합물을 분리하는 방법이다. 단순증류는 끓는점 차이가 큰 기화성이 없는 고체를 분리할 때 사용하는 방법으로 분별증류는 단순증류를 여러번 반복한 효과를 나타낸다. 분별증류를 할 때 끓는점 차가 2도에서 30도 사이인 유기 화합물의 분리에 쓰이고 주로 액체 혼합물을 분리하는데 사용한다. 에탄올의 끓는점은 78.4도 이고, 증류수의 끓는점은 100도로 서로간의 끓는점 차는 21.6도이다. 따라서, 이 둘의 혼합용매는 분별 증류를 하는 것이 적합하다.에탄올과 증류수간의 끓는점 차이가 발생하는 이유끓는점 차이가 발생하는 이유는 여러 가지가 존재한다. van der waals force, 수소결합, 공명구조, 표면적의 크기, cis, trans 등이 있다. 에탄올과 증류수의 끓는점 차이가 발생하는 이유는 수소결합 때문이다. 에탄올은 물보다 분자량이 크다. 일반적으로 분자량이 큰 물질이 끓는점이 크다. 그러나, 물은 수소결합을 할 수 있는 부분이 2개인 반면, 에탄올은 수소결합을 할 수 있는 부분이 1개이기 때문에 물의 끓는점이 에탄올의 끓는점보다 더 커진다.

공학/기술| 2021.05.10| 5페이지| 2,500원| 조회(207)

분별증류, 결과레포트, 분별증류 결과보고서

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분별증류(예비레포트) A+자료

REPORT제목 : 분별증류Ⅰ. 실험목적액체의 혼합물을 끓는점 차를 이용해 분리하는 분별증류의 원리를 이해하고 실험에 적용하여 혼합물을 분리할 수 있다.Ⅱ. 실험원리증류(distillation) : 끓는점 차이를 사용하여 액체의 용액의 구성 성분들을 분리하는 방법을 증류라한다. 예를 들면, 소금과 물의 끓는점 차이를 이용해 증류플라스크에는 소금이 남고, 삼각플라스크에는 물이 남는 실험 결과를 볼 수 있다. 이렇게 끓는점이 낮은 물질 (물)을 기화시켜 증기로 만든뒤, 따로 액화시켜 분리해내는 과정을 증류라한다.액체 혼합물도 단순 증류를 통해 분리할 수 있을까? 결론은 액체는 고체와 달리, 주어진 온도에 해당하는 증기압을 만족할 때까지 자발적으로 증발하기 때문에 두 순물질로 분리할 수 없다. 따라서, 액체-액체 혼합물을 분리하기 위해서 단순 증류가 아니라 분별 증류를 이용하여야 한다.분별증류 (fractional distillation) : 분별증류 역시 기본적으로 두 성분 물질의 끓는점 차이를 이용한다. 가열을 통해 생성된 혼합증기의 응축-기화 과정을 수차례 반복해 순도 높은 기체를 얻어내는 방법을 분별증류라 한다.위에 있는 그림은 분별증류장치의 모습이다. 위에 있는 그림인 단순증류 장치와 비슷해보이지만, 분별컬럼관이 있느냐에 따라 차이가 발생한다.분별컬럼관 내부는 여러 단의 유리로 층층이 나누어져 있어 증기가 발생할 때 컬럼관의 수많은 장애물에 부딫혀 응축될 수 있다. 따라서 기화-응축 과정을 수차례 반복한뒤 관을 빠져나오는 시점에 순도가 높아지고, 이 증기를 액화하여 분리한다.이 외에도 증류의 종류에는 감압증류, 공비증류, 수증기증류가 있다.감압(진공)증류 (vacuum distillation) : 낮은 압력에서는 물질의 끓는 점이 내려간다. 이러한 현상을 이용하여 시행하는 분리법이다. 공법적으로 낮은 온도에서 작동하며 증류탑에 머무르는 시간이 짧아져 생성물의 분해나 불필요한 고분자 생성을 억제한다. 따라서 분해하기 쉬운 유기화합물이나, 끓는점이 높아 상압에서 증류하기 불편한 물질을 증류하는 것이 좋다.공비증류 (azeotropic distillation) : 끓는점이 비슷하여 분리하기 어려운 액체 혼합물의 성분을 완전히 분리시키기 위해 쓰이는 증류법으로 에탄올에서 순수한 에탄올을 얻기 위해 쓰인다.수증기 증류 (steam distillation) : 끓는점이 높고 물에 거의 녹지 않는 유기 화합물에 수증기를 불어넣어 그 물질의 끓는점보다 낮은 온도에서 수증기와 함께 유출되어 나오는 물질의 증기를 냉각하여, 물과의 혼합물로서 응축시키고 분리시키는 증류법이다.끓는점 차이를 유발하는 요인은 van der waals force, 수소결합, 공명구조, 표면적의 크기, cis, trans 등과 같은 여러 가지 요인이 존재한다. cis 와 trans는 서로의 모멘트가 보강되거나 상쇄되는 것으로 모멘트가 보강되면, 끓는점이 높아지고 모멘트가 상쇄되면 끓는점이 낮아진다.Ⅲ. 실험기구 및 시약실험기구 : 분별증류관 (snyder column), 냉각기 (distillation head), 250ml 둥근바닥 플라스크, 온도계, 온도계 holder, 삼각플라스크, 눈금실린더시약 : 에탄올 (ethyl alcohol, bp 78.4CENTIGRADE ), 증류수(distilled water, bp100CENTIGRADE ), 혼합액Ⅳ. 실험방법? 250ml 1구 둥근바닥 플라스크에 에탄올과 증류수 혼합액을 자석 스핀바와 함꼐 넣고, 플라스크 위에 snyder column, 온도계 그리고 냉각기를 설치한다.? 냉각기 끝 부분에는 응축된 용매를 받을 수 있는 플라스크를 설치한다.? 가열기의 온도를 200CENTIGRADE (또는 용매가 끓는 온도)로 맞춘 후 교반하면서 증류를 시작한다.④ 증류 시작 후 온도계의 온도를 확인하고, 이후 2분마다 온도를 기록한다.⑤ 응축된 용매를 받는 플라스크에 첫 방울이 떨어질 때의 온도와 시간을 기록한다.⑥ 다시 2분마다 온도를 기록하며, 일정하게 온도가 유지되는 시간을 확인한다.⑦ 온도계의 온도가 다시 상승하기 시작하면 증류를 종료한다.

공학/기술| 2021.05.10| 4페이지| 2,500원| 조회(208)

분별증류, 증류, 분별증류 예비레포트

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밀도측정(결과레포트) A+자료

REPORT제목 : 밀도측정Ⅰ. 실험목적아르키메데스의 원리를 이해하여 고분자물질의 밀도를 예측하고, 이에 해당하는 범용성 고분자에 대해 추측해볼 수 있다.밀도가 고분자 물성에 미치는 영향에 대해 이해할 수 있다.Ⅱ. 실험방법? 고분자 시료의 무게를 측정한다.? 메스실린더에 Hexane 3-5ml를 넣는다.? 미지의 고분자 시료를 메스실린더에 넣는다.④ MC를 1ml 이하로 주입한다.⑤ 미지의 시료가 메스실린더 중간쯤에 위치 할때까지 MC를 넣는다.⑥ 이때 들어간 MC에 부피를 이용하여 MC의 무게를 예측한다.⑦ 마찬가지로 Hexane에 부피를 이용하여 Hexane의 무게를 예측한다.⑧ 총 부피와 무게를 이용하여 미지시료의 밀도를 예측한다.⑨ 2번부터 다시 실험하여 평균값으로 미지시료를 예측한다.- 위험요소가 있는 기존의 유기용매 Hexane MC 대신 물과 에탄올을 이용하여 실험이 진행되었다.Ⅲ. 실험결과 및 고찰미지의 고분자 시료의 대략적인 밀도 예측(1차 실험)미지의 고분자 시료 : 0.022g, 들어간 에탄올 : 3ml, 시료 중앙에 위치한 상태의 무게 : 5.069g-0.577g = 4.492g, 총 부피 (들어간 양) = 5.2ml에탄올 밀도 = 0.789g/ml / 물 밀도 = 0.997g/ml에탄올 무게 :0.789g/ml TIMES 3ml=2.367g, 물 무게 : 4.492g-2.367g-0.022g=2.103g물 부피 : 2.103gDIVIDE 0.997g/ml=2.11ml 늘어난 부피 : 5.2ml-3ml-2.11ml=0.09ml밀도 = 질량/부피 = 0.022gDIVIDE 0.09ml = 0.24g/ml(2차 실험)미지의 고분자 시료 무게 : 0.021g, 에탄올의 양 : 3ml, 총 부피 = 5.2ml시료 중앙에 위치했을 때 총 무게 : 5.087g-0.577g=4.51g에탄올 무게 :0.789g/ml TIMES 3ml=2.367g 물 무게 : 4.51g-2.367g-0.021g=2.122g물 부피 : 2.122gDIVIDE 0.997g/ml = 2.13ml 늘어난 부피 : 5.2ml-3ml-2.13ml=0.07ml밀도 = 질량/부피 = 0.021gDIVIDE 0.07ml = 0.3g/ml밀도 평균 = (0.24g/ml + 0.3g/ml)DIVIDE 2 = 0.27g/mlⅣ. 분석- 아르키메데스 원리에 대해 생각해보시오. 주변에서 아르키메데스 원리와 연관된 현상 3가지 조사하기아르키메데스 원리란 어떤 물체를 유체속에 넣었을 때, 유체 속에서 물체가 받는 부력의 크기는 물체가 유체에 잠긴 부피만큼의 유체에 작용하는 중력의 크기와 같다.` rho = {m} over {V}1) 잠수함이 바닷물 속에 잠수했을 때 부력이 잠수함의 무게와 같을 때 잠수함은 바닷물속에서 뜨거나 가라앉지 않게 된다. 잠수함의 잠수원리는 아르키메데스의 부력의 원리를 이용하였다.2) 아르키메데스 원리는 유체가 액체인지 기체인지에 상관없이 성립한다. 따라서 공기중을 떠다니는 열기구도 아르키메데스 원리이다.3) 놀이공원에서의 원형보트는 밑바닥이 평평하고 둥근 모양으로 수로의 폭이 넓으면 물이 느리게 폭이 좁으면 빠르게 흐른다. 보트가 물에 가라앉지 않고 뜨는 것은 물이 물체를 떠받치는 힘인 부력이 존재하기 떄문이다. 따라서 물이 물체를 떠받치는 힘이 물체가 물에 가하는 힘보다 크기에 원형보트는 가라앉지 않는다.- 조사한 범용성 고분자의 대표적인 특징에 대해 조사범용성 고분자는 HDPE(high density polymer ethylene), LDPE(low density polymer ehtylene), PP(poly propylene), PS(poly styrene), PVC(poly vinyl chloride)가 있다.범용성 고분자밀도 (g/ml)HDPE0.94LDPE0.91PP0.9PS1.05PVC1.35HDPE와 LDPE는 같은 PE지만, 고분자 backbone에 붙어있는 branching의 길이에 따라서 결정을 쌓을 수 있는 정도가 달라진다. HDPE는 에틸렌을 중합하여 제조하는 열가소성 수지로 저압 중합방식을 통해 생산되며 선형 중합체 사슬을 갖는다. LDPE는 고압 중합방식으로 에틸렌을 중합하여 제조한다. 장쇄분자가 많고, 유연성과 투명성이 뛰어나다.PS와 PVC는 고분자 backone에 붙어있는 pendant group의 크기가 backbone 보다 훨씬 크기 때문에 각각 비결정성 고분자, 극성을 띄는 고분자로 산업적 응용에 많이 사용된다.범용성 고분자가 산업에 많이 사용되는데 그 이유는 가격이 저렴하고, 다른 산업의 부산물로 만들어져 여러 분야의 사업을 할 수 있기 때문이다.- 미지의 고분자 시료에 해당하는 범용성 고분자 3가지에 대해서 예측해보시오.실험을 통해 미지 고분자 시료의 밀도 평균은 0.24g/ml 이 나왔다. 그리고 조사한 범용성 고분자의 밀도는 대략적으로 1g/ml에 집중되어 있는 것을 확인하였다. 밀도 차이가 많이 발생하는 것을 확인하였고 밀도로는 미지 고분자 시료를 추측할 수 없다. 또한 질량은 각각마다 차이가 발생하기 때문에 비교할 수 있는 조건이 아니다.미지 고분자 시료 사진 (실험)밀도와 질량으로 비교가 불가능하기 때문에 실험과정 중에 확인한 미지 고분자시료의 모습을 통해 비교하려 한다. 고분자 시료를 확인해본 결과 무색이며 투명하고 작고 동그란 형태였다.1) 이 사진은 poly propylene의 모습으로, 실험 중 보았던 미지 고분자 시료의 모습과 매우 비슷한 형태를 띄고 있어 미지고분자 시료는 PP로 예측해볼 수 있다. PP의 특징은 플라스틱에 비해 융점이 높고, 식품용기로 사용하기에 적합하다. 물을 흡수하지 않아 곰팡이가 생기는 일이 없다. 또한 가볍고 유연하다.2) poly styrene을 확대한 사진의 모습이다. 실험중에 보았던 미지시료의 사진과 닮았다. 동그란 형태로 견고하고 상대적으로 단단하며 부서지기 쉬운 특징을 갖고 있다. 흡습성이 거의 없고 무색에 투명한 열가소성 수지이다.3) 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)와 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 모습이다. 이 모습도 고분자 미지 시료의 모습과 흡사하다. 여기서 LDPE가 더 투명하고 미지 시료와 더 닮았다. 따라서 LDPE를 고분자 미지 시료로 예측해볼 수 있다. 앞서 조사했던 것처럼, LDPE는 고압 중합방식으로 에틸렌을 중합하여 제조한다. 장쇄분자가 많고, 유연성과 투명성이 뛰어나다.- 같은 고분자 재료라도 밀도가 틀린 경우가 많은데 이유에 대해 생각해보시오.고분자의 밀도에 큰 영향을 미치는 것은 고분자 결정화도와 가지의 수 이다. 고분자 구조는 완전한 결정을 이루기 어렵고 꼬이거나 무정형, 결정형으로 구성된다. 결정 부분의 밀도가 무정형 부분의 밀도보다 크기 때문에 결정화도가 클수록 높은 밀도 값을 갖는다.밀도는 가지 수와 크기에 따라 변하지만 가지 수가 많고 크기가 클수록 결정을 이루기 어렵기 때문에 밀도는 감소한다.고분자 물질은 monomer의 중합 반응에 의해 생성된 분자량이 아주 큰 물질이다. 이러한 고분자는 분자량이 일정하지 않기 때문에 평균분자량을 이용해 구하고, 다분산도(PDI)를 이용한다. 따라서, 분자량이 일정하지 않기 때문에 같은 고분자 물질이라도 밀도가 다르게 나타날 수 있다.

공학/기술| 2021.04.18| 6페이지| 2,500원| 조회(282)

밀도측정, 밀도, 결과레포트, 고분자기초실험

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