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전기분해와도금결과보고서 평가B괜찮아요

전기분해와 도금결과 보고서학 과학 번학 년반성 명1. 전기분해와 도금2. 목적전기분해는 전기에너지를 이용하여 비자발적인 화학 반응이 일어날 수 있도록 한다. 이 실험을 통하여 전기분해의 원리를 배우고 전기분해의 원리로부터 도금을 한다.3. 결과전류 변화표시간전류(mA)10.8420.8430.8440.8450.8560.8570.8580.8590.85100.85110.85120.85130.85140.85구리막대 , 탄소막대 위치변경150.65160.65170.65180.65190.65200.66210.66220.66230.66240.66250.66260.66270.66280.66290.66300.663-1 전류 변화표3-2 전류 변화 그래프3-3 실험 무게a. 전기분해 전의 구리판의 무게 5.05gb. 전기분해 후의 구리판의 무게 5.42gc. 거름종이의 무게 0.84gd. 석출된 구리의 무게 0.47g3-4 석출된 구리의 양탄소막대를 +극 , 구리판을 ?극에 연결하고 용액에 담근 직후부터 전류 측정을 시작하고 1분 간격으로 값을 얻었다. 30분 동안 전류를 측정한 값의 평균은 0.75A이다. 생성되는 물질의 양은 전자를 통해 흐르는 전하량에 의존한다. 30분을 초로 환산하면30min TIMES {60sec} over {1min} =1800sec, 1800초 동안 0.75A의 전류가 흘렀을 때 전하량(C)의 양은0.75 TIMES 1800=1350C이다. 전자 mol의 전하량은 96500C이므로 전지를 통해 흐른 전자의 몰수는e ^{-} 의`몰수=`1350C TIMES {1mol} over {96500C} =0.014mole ^{-}이다. 구리의 전하량은 +2이므로 1개의 구리가 석출되는데 2개의 전자가 필요하다. 따라서 석출된 구리의 몰수는(0.014mole ^{-} ) TIMES {1molCu} over {2mole ^{-}} =7 TIMES 10 ^{-3} molCu이다. 구리의 원자량은 63.55g이므로 석출된 구리의 질량을 구하면(7 TIMES 10 ^{-3} mol) TIMES {63.55g} over {1mol} =0.44g이다.따라서 석출된 이론값은 0.44g이고, 실험값은 0.47g이다.오차율`=(` {LEFT | 이론값-측정값 RIGHT |} over {이론값} )` TIMES `100`##```````````````````````````=`( {LEFT | 0.44g-0.47g RIGHT |} over {0.44g} )` TIMES `100`=`6.8%3-4 두 전극에서 일어나는 반응전지의 +극과 연결한 탄소막대에서는 물이 산화되는2H _{2} O(l)` REL -> {} {} `O _{2} (g)`+`2H ^{+} (aq)`+`2e ^{-} 반응이 일어난다. 이 반응을 통해 탄소전극에서는 전자를 내놓는 산화반응이 일어나므로 산화전극이다. 전지의 ?극과 연결한 구리판에서는Cu ^{2+} `(aq)+2e ^{-} ` REL -> {} {} `Cu(s) 반응을 통해 구리 이온이 전자를 받아 환원되는 환원반응이 일어난다. 이 반응으로 구리판에서 구리가 석출된다. 두 전극에서 일어나는 반응식을 합쳐 전체 반응식을 구하면Cu ^{2+} (aq)+`H _{2} O`(l)`` -> `````O _{2} `(g)`+Cu``+2H ^{+} (aq) 이다.4. 토의 및 고찰전기분해와 도금은 비자발적인 반응이 일어날 수 있도록 전기에너지를 사용하여 전자를 이동시킨다. 전자의 이동으로 구리판에는 구리가 석출되는데 구리가 석출되기 위해서는 전자가 필요하므로 석출된 구리의 양은 전하량에 의존된다. 실험에서 측정한 전류값의 평균과 측정 시간을 통해 전하량(C)를 구하고 패러데이 상수를 이용해 전자의 몰수를 계산할 수 있다. 구리가 석출되기 위해서는 전자 2개가 필요하다는 것을 바탕으로 전자의 몰수를 이용해 석출된 구리의 몰수와 구리의 질량을 구할수 있었다. 이렇게 해서 석출된 구리의 이론값은 0.44g이고 실험에서 측정된 구리의 질량은 0.47g으로 실험값이 0.03g으로 더 많이 나오는 결과가 나왔다. 이러한 결과가 나타난 이유는 건조시간이 약간 부족했기 때문인 것 같다. 30분간 반응 시킨 후 용액에서 구리판을 꺼내 오븐에 넣고 건조 시킨 후 무게를 측정하였는데 건조시간이 충분하지 못해 이론값보다 더 많에 측정되었다. 시간에 따른 전류의 그래프는 이론상 일정한 값을 갖거나 수용액 속에 있는 물이 전부 반응을 종료하여 탄소막대가 전자를 더 내보내지 못하기 때문에 감소하는 형태가 나타나야한다. 이번 실험에서는 80mL의 수용액을 사용했고 측정 시간 또한 30분으로 그리 긴 시간이 아니었기 때문에 수용액 속의 물이 전부 반응하였을 것이라 보기 어렵다. 그렇기 때문에 결과적으로 시간에 따른 전류의 그래프는 일정한 값을 나타내야하는데 측정 결과 중간중간 탄소막대와 구리막대의 위치를 바꿔주고 중간 중간 변동이 있는 것으로 나타났다. 이러한 변동의 원인은 산소 기포의 발생 때문일 것이라고 생각한다. 이 실험에서 탄소막대에서는 물을 산화시키고 산소기체를 발생시키는데 이때 발생한 산소 기체가 바로 수면위로 올라오지 못하고 탄소막대 표면에 붙어있어 탄소막대가 계속해서 물을 산화시키는 것을 방해하기 때문에 측정하는 전류값에 변동이 나타났다고도 보인다.5. 결론이번 실험의 결론적으로는 석출된 구리의 무게 실험값으로는 0.47g이 나왔고 이론값으로는 0.44g이 나왔다. 이리하여 오차는 6.8%가 나왔으며, 우리조는 다른 조와 전류값을 비교해보면 우리 조가 높게 나왔지만 다행히 오차가 많이 나오지 않아 실험이 성공적으로 잘 이루어졌다고 본다.6. 참고문헌zum학습백과(전기분해의 이용)http://study.zum.com/book/14541티스토리블로그(전기분해와 도금)https://chanjae.net/48위키백과(전기분해)https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EA%B8%B0_%EB%B6%84%ED%95%B4

공학/기술| 2020.06.30| 5페이지| 1,000원| 조회(1,227)

전기분해, 전기분해와도금, 전기분해도금, 전기분해와도금결과보고서, 전기분해와도금..

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유리기구의불확실성예비보고서

1.실험명유리기구의 불확실도 결정2. 목적1. 실험에서 사용하는 유리기구의 용도를 이해한다.2. 주어진 실험 기구를 이용하여 질량 및 부피를 정확히 측정하도록 숙달한다.3. 측정값을 유효숫자를 고려하여 처리하고 결과의 불확실도를 이해한다.3. 원리화학 실험의 핵심은 부피, 질량, 온도와 같은 물리량을 정확하게 측정하는 것이다. 이러한 물리량을 측정하기 위해 눈금이 새겨진 유리기구, 저울 또는 온도계와 같은 기구를 사용하며 기구의 정밀도와 취급방법에 따라 측정 결과가 조금씩 달라진다. 따라서 실험에서 원하는 정밀도에 따라 적절한 기구를 선택해야 하고, 그 기구의 정확한 사용법을 충분히 익혀서 재현성이 있는 측정값을 얻을 수 있도록 훈련해야 한다. 화학실험에서 용액의 부피 측정에 사용 되는 기구는 눈금실린더, 뷰렛, 피펫, 등이 있다. 그 중에서도 피펫은 정확한 양의 액체를 다른 용기에 옮기는데 사용되며, 정밀도가 높다. 액체를 옮길 때 사용하는 여러 뷰렛들은 주로 적정할 때 사용 되지만 모든 측정값이 정확하지 않기 때문에 불확실이 포함 되 어 있다. 유리 기구는 비눗물 등의 세척액과 솔로 씻은 후 다량의 증류수로 여러 번 세척하고 완전히 건조시켜 사용해야 한다.● 눈금실린더- 액체의 부피(물체가 차지하는 공간)을 잴 수 있도록 만든 실험 기구.(※액체의 양이 적을 때는 작은 눈금 실린더로 부피를 재는게 좋음)- 사용방법:1. 유리기구에 새겨진 눈금이 수직이 되도록 한다.2. 액체를 넣은 후 바로 측정하지 말고 벽에 묻어 있는 액체가 모두 흘러 내린 후 눈금을 읽는다.3.이 후 눈 높이를 액체의 메니스커스와 같게 하여 메니스커스 아래쪽 눈금을 읽는다.-주의사항 및 사용 후 : 평평하고 안전한 곳에 두며 사용한 실린더는 깨끗하게 씻은 다음 엎어 놓아물기가 전혀 없도록 한다.● 뷰렛- 임의의 액체량을 적하 시키기 위해 만든 체적계를 말하며, 주로 용량 분석의 표준 용액의 적하에 이용 되고, 유리 또는 플라스틱제로 25mL 또는 50mL의 것이 많으며, 육안 측정으로는더 많이 넣는다.)3. 콕을 열어 용액을 세게 흘려줌으로써 콕 아래쪽 유리관의 공기방울을 제거한다.4. 공기 방울이 없어지면 콕을 잠근다.5. 콕을 조금 열어 용액을 흘려내면서 뷰렛에 담긴 용액의 메니스커스를 특정 눈금에 맞춘다.6. 용액의 메니스커스와 뷰렛의 눈금이 일치하면 콕을 잠그고 그 때의 값을 유효 숫자를 고려하여 기록한다.7. 옮겨진 용액의 부피는 나중 눈금에서 처음 눈금을 빼서 계산한다.-주의사항 및 사용 후 : 뷰렛은 딱히 큰 주위사항이 없지만 유리재질로 되어 있어 취급에 주위 하도록 하며, 사용 후에는 잔류물이 남지 않도록 잘 세척하여, 뾰족한 부분이 위로가게 보관한다.메니스커스란 모세관 속에 있는 액체의 표면의 모습이 표면장력에 의해 주위가 중앙에 비해 곡면을 형성한다.(올라간 모습도 있고 내려간 모습도 있다.)이때의 이 모습을 메니스커스라고 부른다.메니스커스는 액체간 상호작용 , 액체와 관벽과의 상호작용의 크기 차이에 의해 형성된다.▣내려간 물의 모습과 올라간 수은의 모습물의 경우와 수은의 경우물의 경우 - 모세관은 보통 유리로 되어있으며 물을 당겨오는 능력이 강해 유리관과 물과의 부착력에 의해 쭉 딸려오게 된다. 접한 부분은 부착력을 최대로 받아서 물이 잘 끌려오지만, 유리판과 멀어지는 부분에선 중력의 효과를 더 많이 받아 전체적으로는 U자 모양의 오목한 모양이 된다.수은의 경우 - 모세관이 수은을 당겨주지 않고 위로 당겨지는 힘이 거의 없다. 그런데도 약간 솟은 이유는 수은의 표면장력(응집력) 때문이다. 물보단 수은의 표면장력이 몇 배 더 크고 수은이 금속이라는 점에서 그렇다. 수은은 수은의 응집력으로 뭉치게 되어 볼록한 ∩자 모양이 만들어진다.모세관(물 , 수은) 눈금 측정● 피펫- 일정한 양의 액체를 정확히 취하기 위해 사용하는 유리기구이다. 홀 피펫은 유리관의 중앙부에 부풀어진 곳이 있어서 일정 용적을 취할 수 있으며, 몰피펫(또는 메스피펫)은 뷰렛처럼 세밀한 눈금이 있어 유출 도중에도 용적을 볼 수 있다.- 사용방법 :1. 피펫과시계방향으로 돌리면 피스톤이 뒤로 밀리면서 피펫에 용액이 들어간다.3. C를 누르면 D의 공기 구멍이 열리면서 펌프 내부로 공기가 유입되고 피펫에 담겨진 용액은 방출된다.4. 이 피스톤 펌프의 용량은 10 mL 이므로 10 mL 이상의 용량을 갖는 피펫에 사용하기에는 부적합하며 1 mL 피펫에 사용할 경우에는 펌프로 용액이 유입되지 않도록 각별히 주의해야 한다.5. 사용 후 세척액으로 세척한 후 증류수로 헹구고 외부에 묻어 있는 물을 닦아낸 다.6. 소량의 메탄올을 빨아올린 후 피펫을 기울여서 내벽에 부착되어 있는 물을 씻어준 후 건조기로 완전히 말린다.-주의사항 및 사용 후 : 직접 입으로 빨지 않도록 절대 금하며, (필러가 없어서) 입으로 빨 경우에는 용액을 들이 마시지 않도록 주의하고 용액이 입에 들어갔을 때는 물로 충분히 씻는다.정확도와 정밀도측정의 불확실성에 관해서 연구할 때 정확도와 정밀도라는 용어가 사용된다.정확도 : 과학이나 산업, 공업의 분야에서 측정하거나 계산된 값이 실제값과 얼만큼 유사한지를 나타내는 기준이다.(예를 들어 실제 부피가 2.00mL인 증류수의 부피를 측정했을 때 1.99mL라는 측정값이 1.98mL보다 정확도가 높다라고 표현할 수 있다.)다시 말해 측정값의 평균이 실제값에 가까울수록 정확도가 타당하다.(높은 정확도와 높은 정밀도의 결과를 “유효하다” 혹은 “타당하다”라고 한다.)정밀도 : 여러 번 값을 측정하거나 계산해서 얻은 값들이 실제값과 관계없이 서로 얼만큼 유사한지를 나타내는 기준이다.(예를 들어, 2.00mL의 증류수의 부피를 두 번 관찰하였을 때, 그 값이 1.97mL와 2.03mL라는 결과보다 1.80mL, 1.79mL라는 결과가 더 정밀도가 높다고 할 수 있다.)정밀도(%)`=` LEFT ( 1- {LEFT | 평균값-측정값 RIGHT |} over {평균값} RIGHT ) ` TIMES `100정확도(%)`=` LEFT ( 1- {LEFT | 참값-측정값 RIGHT |} over {참값} RIGHT ) ` TI았지만 전자의 경우가 정확도는 더 높다. 결국 정확도가 높다고 해서 정밀도가 높은 것은 아니며, 반대의 경우도 마찬가지이다. 이번에 우리가 실험한 유리기구의 불확실성에서도 정확도와 정밀도를 확인할 수 있다. 피펫을 이용하여 증류수 5mL를 비커로 이동하여 무게를 측정하였을 때의 평균값은 10mL를 이동하여 측정하였을 때의 평균값보다 정확도가 높다. 하지만 정밀도는 그 반대임을 불확실도의 결과값을 통해 할 수 있다.표준편차의 개념쉽게 풀어 쓰자면 평군에 대한 오차이다. 즉, 실제 데이타 값이 평균을 기준으로 할때 얼마나 차이가나타나는 것인지 나타내는 것이다.ex)평균이 m이고, 표준편차가 3이라고 할때, 실제 값은 m+-3 값이라는 것이다.표준 편차신뢰한계 이며 측정 결과의 기댓값은와 같다.이때 t 는 신뢰간격에서의 인자이며 다음 표와 같다.■오차분석피펫, 눈금실린더, 뷰렛을 이용하여 액체를 이동시켜, 그 무게를 쟀을 때 그 결과값이 모두 실제 예상했던 값과 다르다는 사실을 알 수 있었다.피펫을 이용하여 측정하였을 때와 뷰렛을 이용하여 측정하였을 때는 눈금실린더보다 상대적으로 높은 정밀도와, 정확도를 보였다.세 경우 모두 상대적으로 정밀도가 높았을 경우 정확도가 높았다. 그리고 각각의 경우 모두 2.00mL보다 5mL를 측정하였을 때 부정확하였으며, 5mL보다 10mL를 측정하였을 때 역시 더 부정확하였다.결국 더 많은 양의 증류수를 이동시켜 측정할수록 결과값이 예측값에서 더 멀어진다는 사실을 알 수 있다. 이러한 결과에는 여러 가지 원인이 작용한다.1. 실험자의 부정확성이다. 기계가 아닌 사람이 직접 눈으로 측정하고, 액체를 이동하는 과정에서 정밀한 실험의 한계가 존재한다. 이는 실험자가 눈금을 잘못 읽는 것이 될 수도 있고, 실험규칙을 정확하게 수행하지 않아서 발생하는 경우일 수도 있다. 아무리 섬세한 사람일지라도 실험과정에서 오차를 발생시킬 수 있다.2. 우리의 실험목적인 유리기구의 불확실성에 있다. 실험자가 아무리 유리기구에 표시되어있는 눈금을 정확하게 이 밖에도 화학저울의 불확실도, 실험환경, 증류수의 변질 등이 결과에 영향을 줄 수 있다.●계통오차 : 측정계기의 미비한 점에 기인되는 오차로서 그 크기와 부호를 추정할 수 있고 보정할 수 있는 오차.◐기계오차 : 사용된 기계의 부정확성으로 인한 오차.◐외계오차 : 측정 시 온도나 습도와 같은 알려진 외계의 영향으로 생기는 오차.◐개인오차 : 측정하는 개인의 선입관으로 인한 오차.●우발오차 : 한 가지 실험측정을 반복할 때 측정값들의 변동으로 인한 오차를 말하며 계통오차와 달리 제거 할 수 없고 보정할 수도 없는 것이지만 측정의 회수를 될 수 있는 대로 많이 하여 오차의 분포를 살펴 가장 확실성 있는 값, 즉 최확치를 추정할 수 있는 것이다. 일반적으로 계통오차가 없을 때에는 측정결과가 정확하다고 말하고, 우발오차가 작을 때에는 정밀하다고 말한다.■유효숫자유효숫자의 개수는 실험적으로 측정한 값이나 계산으로 얻은 값을 표현하기 위해 사용한 숫자의 개수를 세는 규칙.유효숫자의 개념은 반올림과 함께 사용할 수도 있다. 반올림하여 유효숫자 n개를 만드는 연산은 n의 자리에서 반올림하는 것과 달리 더욱 다양한 자릿수의 수를 다룰 수 있다.▣유효숫자의 유리한 점1. 불확실성의 존재를 쉽게 알려준다.2. 곱셈과 나눗셈을 통해 생기는 불확실성을 있는 그대로 평가하기 쉬운 기초를 마련하여준다.▣유효숫자의 불리한 점1. 불확실성을 어림셈만을 준다.2. 데이터가 결합될 때 불확실성의 축적에 관한 관계를 생략한다.3. 곱하기에 쓰일 유효숫자와 관련하고 있는 규칙을 다른 셈들, 특히 더하기나 빼기에는 적용되지 않는다.4. 곱셈에서조차도 유효숫자의 보통 규칙들은 불확실성을 잘못 지시할 수 있다.유효숫자의 기본규칙1. 0이 아닌 정수는 모두 유효숫자이다.ex) 12345 : 유효숫자 5개 12.34 : 유효숫자 4개2. 0은 유효숫자가 될 때도 있고 안 될 경우도 있다.1. 첫 머리에 있는 0은 유효숫자가 아니다.ex) 0.0013 : 유효숫자 2개 0.00001 : 유효숫자 1개2.

공학/기술| 2020.06.23| 11페이지| 1,000원| 조회(1,788)

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물질의 pH 측정과 자연 지시약 제조1. 목적주변 물질을 pH 시험지, pH미터 또는 천연 지시약을 이용하여 pH-산도를 측정할 수 있다.2. 원리1) 양배추 지시약1663년 보일은 자연의 여러 가지 식물이 산에 의하여 색이 변하는 성질을 발견하였다. 양배추 지시약 역시 산 염기에 의해 색이 변하는 많은 식물 중에 하나였다. 식물이 지시약이 사용될 수 있는 이유는 식물 내 pH에 따라 색이 변하는 안토시아닌이라는 물질이 있기 때문이다. 양배추의 즙에도 안토시아닌이란 물질이 있어 색이 변하게 된다. 보라색의 양배추를 즙을 내어준 후 물로 희석 시켜주면, 양성자의 이동이 생기면서 붉은색의 구조로 된다. 여기에 염기가 첨가되면 수소이온이 사라지면서 파란색을 띠는 구조로 바뀌게 된다. 안토시아닌이 색을 나타내는 것과 관련된 구조는 3-4개 뿐이다. 하지만 안토시아닌의 색 변화는 이 3-4개의 구조가 모두 가역적이기 때문에, 색을 내거나 색이 없는 종 사이의 평형에 의해 나타나게 된다. 복잡한 평형이 두 색깔을 가진 종 사이에 빠르게 형성된다. 또는 색이 없는 두 종 사이에 평형이 빠르게 형셩되어 우리 눈에 색이 보이는 것이다. 이러한 모든 과정이 가역적이라서 pH를 달리하면서 여러 가지 색을 볼 수 있게 되는 것이다. 그러나 강한 염기성을 나타날 때까지 염기를 첨가한 다음엔 다시 산을 첨가하여도 원래의 고유한 붉은색을 보기가 어려워진다. 그 이유는 3구조는 물이나 공기 중의 산소에 의하여 빠르게 산화되어 갈색의 종합체로 되기 때문이다.2) pH 측정주어진 온도에서 어떤 용액의 산성 또는 염기성의 특성 및 그 세기는 pH 또는 수소이온의 활동도에 의해 나타내어진다. 매우 묽은 용액에서는 pH를 수소이온의 농도로 사용하는 것이 적당하지만 수소이온의 실제 농도는 아니다. 유효농도라는 용어가 활동도의 단순한 정의로 사용되기도 하지만, pH가 수소이온의 활동도를 표현하는 보편적인 방법이다.물이나 수용액에서는 다음과 같은 평형방정식이 pH를 표현하기 위해 사용된다.H2O = H지 일부분만이 이온화가 된다. 물의 이온화 상수(kw)는 일정하다.[H+][OH-] = Kw = 1.01×10-14 at 25℃즉: [H+] = [OH-] = 1.01×10-7 M여기서[H+] = mole/liter에서 수소이온(H+)의 활동도[OH-] = mole/liter에서 수산이온(OH-)의 활동도pH는 다음과 같이 정의된다.pH = -log[H+]그리고 pOH = -log[OH+]식 (1)의 물의 이온적 상수로부터-log[H+] + -log[OH-] = Kw = 14 at 25℃ 또는 pH + pOH = 14이 식은 수용액에서 pH의 크기가 0에서 14로 제한됨을 나타낸다. 그리고 pH = 7은 OH-와 H+의 활동도가 같아서 25℃에서 중성의 물로 표현된다. 그리고 각각의 대략적 농도는10-7 M이다. 실제론 아무것도 포함하지 않은 순수한 물에서 10-5 M의 염산 용액은 pH 5.00에 가깝다. 그러나 용액이 1M의 바탕이온세기를 갖게 된다면 산, 염기는 다른 이온들로 인한 이온적 상호작용으로 다른 pH를 나타낸다. 일반적으로 용액의 이온세기가 클수록 실제 농도와 다른 수소이온 활동도를 나타낸다. 우리는 pH가 산의 농도를 측정하는 것이 아니라, 용액에서 산 또는 염기의 특성과 관계된 크기를 나타내는 것이라는 것을 이해해야한다.2-1) 완충용액완충용액은 산이나 염기를 가하여도 그 pH가 거의 변하지 않는 용액을 말한다.약산과 그 염의 혼합용액 또는 약염기와 그 염의 혼합용액은 약산과 약염기의 해리 특성에 의하여 그 pH가 쉽게 변화하지 않게 된다. 적당한 산이나 염기를 그들의 염과 조합하면 적당한 pH를 나타내는 완충용액을 조제할 수 있다. 생물에 있어서의 완충작용은 여러 가지 면에서 아주 중요하다. 예를 들면 혈장은 pH의 변화를 0.2 이내로 유지하는 것이 거의 완벽하고 이상적인 완충용액이다. 즉, 혈장의 pH는 7.2 ~ 7.3으로 유지되어 있는데 이 pH에서 멀어지게 되면 생명이 유지되지 못한다. 또한, 생체 촉매인 효소의 촉매작용도 일정한능력은 완충용액을 구성하는 성분의 농도에 비례하게 되는데, 완충용액의 농도는 약한 산과 그 짝염기의 농도를 합한 것이다. 예를 들어 0.1M 아세트산 완충용액이라면 물 1ℓ 속에 0.05M의 아세트산 0.05M 아세트산나트륨이 녹아있는 것이다. 또한, 완충 능력은 어떤 염기와 그 짝산의 비에 따라 달라진다. 앞에서 이미 설명한 바와 같이 약한 산에 대응하는 염기와 그 약한 산의 농도비가 같을 때 완충 능력이 가장 크다. 예를 들면, 아세트산의 적정곡선에서 알칼리(또는 산)의 일정량을 가했을 때 pH의 변화가 가장 작은 곳은 pKa점이 되는데, 이때 아세테이트의 농도와 아세트산의 농도비가 1이다. pKa에서 많이 떨어진 부분에서는 대응하는 염기와 산의 비가 1에서 매우 멀어지게 되므로, 이때 가한 산이나 알칼리의 일정량에 대한 pH의 변화는 매우 크다.여러 가지 생물 완충용액의 이용 가능한 pH 범위 즉, 중성 부근에서 용액의 pH는 예를 들어[H+]가 10-7 M에서 10-5 M으로 되었을 때 7에서 5로 그만큼 변화하게 되어, 이와 같이 약간의 산이나 알칼리를 첨가함에 따라서 pH 값은 크게 이동하게 된다.그러나 약산과 그 염의 혼합용액 또는 약염기와 그 염의 혼합용액 등은 소량의 산이나 알칼리를 가하거나 또는 물을 가하여 희석하여도 용액 pH는 거의 변화가 일어나지 않는다. 이것은 약산과 약염기의 해리 특성에 기인한 것으로 이러한 성질을 가진 용액을 완충용액이라 하며 이 와 같은 작용을 완충작용이라고 한다. 적당한 산이나 염기를 그들의 염과 조합하여, 여러 가지 다른 pH를 나타내는 완충용액을 만들 수 있다. 이러한 각종의 표준적인 pH의 완충용액이 pH 미터에 의한 pH측정 등 여러 가지 목적의 화학실험에 널리 사용되고 있다.2-2) 해리분자가 각각의 분자를 구성하고 있던 원자나 이온 등으로 나누어지는 현상을 말하며, 기존의 분자보다 더 작은 분자로 나누어지는 반응을 포함하여 분자가 그 분자를 구성하고 있던 물질로 나누어지는 것을 해리라 일컫는다. 해리는응도 나타나며, 두 반응 사이의 평형상태가 존재한다. 또한 산염기의 세기는 해리가 얼마나 잘 일어나는가에 따라 결정된다. 즉 강산이나 강한 염기는??나??을 약한 산, 염기에 비해 많이 만들어 내는 물질을 말한다.2-3) pH와 온도온도 영향은 잘못된 결과와 늦은 감응의 원인이다. 정확한 pH 측정을 위해선 항상 고려해주어야 한다. 온도 영향의 종류는 매우 다양하다. 용액에서 온도변화는 전극의 감응을 느리게 하여 전극이 제대로 작동할 수 없게 한다. pH에서 온도 영향은 두 가지 형태로 분류되는데Slope 영향은 전극의 물리적 특성 자체가 원인이 되고 화학적 영향은 온도와 함께 화학적 평형이 변하기 때문이다.pH에서 온도변화의 기계적 영향은 첫째, 온도변화에 따른 Nernstian slope의 변화이다. 이 영향은 기대되는 slope로부터의 편차가 원인이 된다. 이상적인 1가 이온의 slope는 59.2mV 25℃, 64.1 mV 50℃, 54.2mV 0℃이다. 이 영향은 수동 또는 자동으로 보정할 수 있다.전극이 한 용액에서 다른 용액으로 이동된 후 열적 평형에 도달하게 되는데 필요한 시간이다. 이것은 시료와 전극이 같은 온도에 도달할 때까지 pH가 안정이 안되고 drift하는 원인이다. 온도 변화의 화학적 영향은 더 다양한데, 첫째, 온도변화는 용액의 화학적 평형을 변화시킨다. 실제로 buffer는 온도에 따라 pH가 변화하는데, 그러나 이것은 온도변화에 따른 pH 변화를 조사하여 보정함으로써 해결할 수 있다. 둘째, 전극의 기준계에 사용되는 염들의 용해도가 온도에 따라 변화한다. 이것은 전극의 감응이 느리고 값이 drift 하는 것으로 나타난다. 셋째, 온도변화에 따른 시료의 화학적 평형의 변화이다. Buffer는 온도변화에 의한 pH 변화를 보정할 수 있지만, 시료의 온도변화에 따른 화학적 평형의 이동으로 나타나는 pH 변화는 정확히 보정할 수 없다. 이런 경우는 측정온도와 pH 값을 같이 기록하여야 한다.2-4) 강산, 강염기 또는 고농도 염 용액에서H 측정은 측정 시스템의 기준전극 부분에 특별한 문제를 발생시킨다. Drift 와 늦은 감응은 액간 전위차의 결과이다. 보통 pH 전극의 filling solution은 일반적의 시료조건 (pH 2-12, 염농도< 0.1M)에서 작동하도록 제조되었다. 이 범위를 벗어날 경우는 double junction type의 기준전극이 추천된다. 높은 pH 시료를 측정할 때는 double junction 기준전극의 바깥쪽 filling solution에 묽은 염기를 소량 첨가하여 pH는 높여주어야 한다. 낮은 pH 시료를 측정할 때는 같은 방법으로 filling solution의 pH를 낮게 만들어 준다. 높은 농도의 염을 포함한 시료는 같은 농도의 염 용액이 추천된다. 예로, 진한 브로민화나트륨 용액의 pH측정에서 filling solution은 브로민화나트륨 용액이 적당하다.2-5) pH 시험지(리트머스 종이)에 의한 pH 측정지시약을 여과지에 흡수시켜 건조한 것을 pH 시험지라고 말하며 간편한 pH측정에 사용한다. 이것은 표준정색표를 부착하여 시판되고 있다. 이 시험지 조각을 핀셋으로 짚어서 앞 끝을 공시 시험액에 담그면 모세관 현상으로 침투하는 액에 의하여 시험지의 변색의 정도를 표준정색표와 비교하면서 pH를 알 수 가있다.2-6) pH 미터pH는 수소이온농도를 표시하는 것이기 때문에 용액중의 수소이온을 갖는 전기량을 측정하면 정확히 알 수 있다. 일반적으로 한 개의 표준전극(염화제일수은 전극이 많이 사용되고 있음)과 측정전극(유리, 수소, 안치모느 킨히드론 등의 전극)과의 사이에서 생기는 전위차를 전위차로서 읽도록 한 원리로 되어있고 유리전극을 사용하는 것이 대부분이다.pH 미터의 장점은1. 측정범위가 넓고 산화와 환원제는 물론 모두 pH 미터로 측정할 수 있고, 반유동성인 액체나 가스를 함유한 경우와 적은 시료액에서도 사용이 가능하다.2. 전위차가 매우 빠르게 평형에 도달하기 때문에 측정 도중에 pH가 변화할 염려가 있는 용액과 수시로 pH를 변화시켜 측정할 능하다.

자연과학| 2020.06.23| 7페이지| 1,500원| 조회(334)

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분광광도계결과보고서 평가A+최고예요

분광광도법에 의한 미지의 농도 측정결과 보고서학 과산업기술화공과학 번학 년반성 명1. 분광광도법에 의한 미지의 농도 측정2. 목적분광광도계를 이용하여 표준용액의 흡광도에 따른 농도의 검량선을 작성하고 또한 이를 이용하여 시료의 미지 농도를 구한다.3. 결과3-1 표준용액 흡광도 측정농도(ppm)blank5ppm10ppm15ppm흡광도 값0.0000.0760.1400.216회수123평균0.084흡광도 값0.0843-2 미지시료용액의 흡광도 측정3-3 표준용액, 미지시료 검량선농도값흡광도값5,8ppm0.0843-4 그래프용지 하단에 기록된 검량선에 표시된 미지농도의 값을 구하시오.(단 농도단위를 기재하고, 소숫점 둘째자리까지 기록하시오.)3-5 지급된 미지시료가 표준용액으로부터 몇 배 희석되었는지 구하시오.(단 계산과정에서 소숫점 발생 시 셋째자리에서 반올림하여 기록하시오.)미지시료를 10배 희석하여 측정함.{표준용액} over {농도값 TIMES 몇배희석} ={1000} over {5.6 TIMES 10} = {1000} over {116} =17.86배4. 토의 및 고찰흡광도를 측정할 때 시료 용액에 있는??흡광물질의 농도가 매우 진하거나 혹은 너무 묽으면 비어법칙이 잘 맞지 않는다.??이와 같은 편차는 일반적으로 농도 변화에 따라 화합물의 양상이 다르게 변화되는 것에 그 근거를 둘 수 있다.??예를 들면 어떤 산,?염기,?염 용액에서 용질의 농도가 묽을수록 그것의 이온화는 증가하는 경향이 있다.??일반적으로 이온의 빛 흡수는 이온화되지 않은 분자들의 흡수는 다르기 때문에 실질적으로 농도 변화가 있는 셈이 된다.??또한 어떤 유기 화합물은 농도의 변화에 따라서 응집되는 경향이 있다.?따라서 흡광도를 측정하여 농도를 결정할 때에는 미지의 농도가 표준 검정 곡선의 일직선상의 범위 내에 있는 농도가 되도록 하는 것이 측정의 오차를 줄일 수 있다.??그렇지만 미지의 농도가 너무 묽거나 너무 진해도 비어의 법칙을 벗어날 수 있음을 유의해야 한다.오차를 줄일수 있는 방법1.피펫에 표준용액으로 세척시켜 오차를 줄여준다.2.파라필름으로 뚜껑을 만들어 플라스크를 흔들어 용액을 잘 섞어준다.3.셀의 불투명한쪽을 잡아주어야 한다.4.기포가 생기면 셀 바닥을 툭툭 쳐 기포를 없게 만들어주어야한다.5. 결론이번 실험은 알려지지 않은 황산구리 용액의 농도를 분광 광도계를 이용하여 구해보는 실험이었다. 비교적 간단한 실험이라서 그런지 실험 중 크게 어려움은 없었다. 흡수셀에 지문이 묻지 않도록 조심하였고 농도가 각각 다른 표준용액 3개와 10배 희석하여 미지시료 1개를 샘플로 만들고 분광 광도계의 매뉴얼대로 그래프와 표준용액, 미지시료 용액의 흡광도를 얻었다. 분광광도계로 측정을 해보니 10배 희석된 미지시료 흡광도가 0.084이 나와 표준용액의 흡광도 범위인 0.000~0.216 값 안으로 들어갔다는 것을 확인하였다. 이리하여 검량선 작성으로 보아 미지시료농도가 5.6ppm인 것을 확인하였다. 이리하여 지급된 미지시료가 표준용액으로부터 17.86배가 나온 것을 확인할 수 있었다. 아직까진 이 실험이 무슨 실험인지는 정확히 알지는 못하지만 개인적인 생각으론 10배를 희석하였는데 17.86배가 나온 것은 실험하는 과정에서 잘못된 점이 있다고 생각한다. 예를 들어 희석이 제대로 안 이루어진 상태에서 분광 광도계에 농도 측정을 하여 농도가 낮게 나온 것 같다. 다음 실험에선 정확하게 파라필름 등등 뚜껑으로 플라스크를 여러번 흔들어 희석해준 후 실험을 해야겠다.

공학/기술| 2020.06.23| 4페이지| 1,000원| 조회(1,133)

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카페인추출과분리결과보고서

카페인 추출과 분리결과 보고서학 과산업기술화공과학 번학 년반성 명1. 카페인의 추출과 분리2. 목적화합물의 분리와 정제에 사용되는 추출법을 이용해서 홍차 티백으로부터 카페인을 추출한다.3. 결과추출한 카페인의 색깔홍차 한 봉지의 질량사용한 홍차 봉지의 수사용한 홍차의 총 질량추출한 카페인의 질량홍차 한 봉지에 포함된 카페인의 질량홍차에 포함된 카페인의 %흰색2.30g2개4.60g0.39g0.195g8.48%홍차에 포함된 카페인의 % ={홍차`한`봉지`카페인의`질량} over {홍차`한`봉지의`질량} TIMES 100처음 삼각플라스크의 무게 : 121.82g카페인이 들어있는 삼각플라스크의 무게 : 122.21g4. 토의 및 고찰카페인의 수득률실험에서 모든 시약을 섞어 기다린 후에 아래층인 메틸렌 클로라이드를 비커에 받는 과정에서 야간의 홍차 액이 섞였는데 이것을 걸러내기 위해 휴지를 사용하여 홍차 액을 빨아들였는데 여기서 메틸렌 클로라이드가 휴지에 많은 양이 흡수되었다. 카페인의 색이 노란색, 흰색이 섞여 나왔는데 추출한 카페인에 불순물이 있어 질량이 우선 많이 나오게 되며 원래 카페인의 색은 흰색(무색)인데 무색이 아닌 색깔이 나오게 되고 카페인의 함량을 측정했을 때 그 양이 부정확하게 나오게 되었다. 순도를 알아보는 방법에는 여러 가지가 있는데 주로 많이 쓰이는 방법은 녹는점 측정이다. 카페인의 녹는 점에 가깝게 나올수록 순수한 카페인이 가까운 것이다. 플라스크의 바닥을 긁어내는 과정에서 너무 미소량이라 다 긁어낼 수 없어서 이 부분에서도 오차가 크게 발생했을 것 같다고도 생각을 한다. 위의 네 가지가 실험에서 카페인의 수득률을 낮추고 순수한 카페인을 얻는데 오차의 원인으로 작용하였다.1. 카페인의 크산틴 구조 2. 물(H₂O) - 극성3. 디클로로메탄(CH₂Cl₂) - 무극성4. CaCO₃ 투입 이유: 홍차 티백을 우려낼 때, 크산틴 구조인 카페인과 비슷한 크산틴 구조인 탄닌이 나온다. 약염기인 탄산캴슘 투입시, 불순물인 탄닌을 수층에 침전하여 제거할 수 있다.5. NaCl 투입 이유: 염석효과(Salting effect). 수용액 층에 NaCl과 같은 염을 넣어주면 수용액 측에 녹아있는 유기물인 카페인이 유기 용매층으로 더 많이 옮겨가는 경우가 있다.6. Na₂SO₄ 투입 이유 : 비커 속 수분 제거. 건조제. 추출한 물질의 비점이 물보다 낮은 경우 추출액 중에 들어있는 수분을 제거하기가 어렵다.7. 에멀젼 : 두 액체를 혼합할 때 한쪽 액체가 미세한 입자로 되어 다른 액체 속에 분산해 있는 계. 에멀젼 속에 카페인이 녹아있을 수 있어 에멀젼을 제거해주어야 한다.5. 결론이 실험에서는 카페인 추출 실험을 통하여 섞이지 않는 용매 사이의 용질 분리를 알아보았다. 추출 용매 선택 시에는 첫째, 두 용매가 분리되어 섞이지 않아야 하며, 둘째, 서로 화학반응을 일으키지 말아야 하며, 셋째, 휘발성이 있어야 한다는 세 가지 조건을 만족하여야 한다는 사실을 알 수 있었다. 타원형으로 생긴 분액깔때기를 살살 흔들어 주어야 유기층을 모으기가 용이하고 실험이 빠르게 잘 된다는 다른 조의 말에 따라 한번 크게 기울였다가 바로 하는 방법으로 실험을 하였다. 그 결과 에멀젼이 크게 일어나지 않아 두 층의 분리가 다른 조에 비해선 괜찮게 이루어지는 것을 볼 수 있었고, 빠르게 실험을 진행할 수 있었다. 추출한 카페인의 색깔이 원래 색인 흰색과 달리 노란색이 섞인 것을 보고 카페인이 아닌 다른 불순물이 남아 있다는 것을 알 수 있었다. 추출한 카페인의 질량을 측정하여 수득률을 구하였다. m.p 확인 등 다양한 실험을 통하여 순수한 물질인지 불순물이 섞여있는지 여부를 알아보았다면 더욱 재밌는 실험이 되었을 것 같다. 카페인 추출 실험에 다양한 요인이 작용하였음을 알 수 있었고 압력과 증발을 이용하여 건조하는 장치는 정말 신기하였다.6. 참고문헌네이버블로그(에멀젼) - https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=sypark2008&logNo=110079854974&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F

공학/기술| 2020.06.23| 4페이지| 1,000원| 조회(1,598)

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