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E1 Reaction - cyclohexanol의 hydration반응 예비 보고서 ppt

E1 Reaction: Cyclohexanol 의 Dehydration 반응I N D E X 01 실험 목표 02 실험 이론 및 배경 03 실험 기구 및 시약 04 실험 과정01 실험 목표 Cyclohexanol 을 Cyclohexene 으로 바꾸어보고 , 이를 통해 E1 Reaction 을 이해한다 . Alcohol 의 OH 그룹이 산 촉매에 의해 protonation 되고 , 그로부터 생긴 alcohol 분자에서 물 분자가 빠져나가는 제거반응을 해본다 . 이런 반응은 alkene 을 만드는 한 방법이다 .02 실험 이론 및 배경 제거 반응 ( Elimination reaction) 유기 화합물에서 간단한 분자가 떨어져나가 다른 유기화합물로 변환하는 반응의 총칭이다 . ◀ 할로젠화 알킬의 제거반응02 실험 이론 및 배경 E1 반응 Elimination 반응 중 하나로 , E1 반응은 SN1 반응과 비슷하다 . 아래의 반응은 E1 반응인 ((CH3)3CI ) 가 물과 반응하여 (( CH3)C=CH2) 을 만드는 반응이다 .02 실험 이론 및 배경 E1 반응의 반응 속도 E1 반응은 아래의 식처럼 1 차 반응 속도식을 나타낸다 . SN1 반응처럼 한 단계 이상의 반응이며 , 속도 결정 단계 RDS 인 느린 단계에서 Alkyl halide 만 관여하는 일분자 반응이다 . 속도 = k[(CH3)3CI]02 실험 이론 및 배경 E1 반응 메커니즘 C-I 결합이 불균형 분해되어 중간체인 탄소양이온이 생성된다 . 이 반응은 SN1 반응의 첫 단계와 똑같다 . 이 단계가 가장 느리기에 속도 결정 단계 RDS 가 된다 .02 실험 이론 및 배경 E1 반응 메커니즘 염기 H2O 또는 I- 가 β 탄소에 있는 양성자를 떼어낸다 . C-H 결합에 있던 전자 쌍은 α 탄소와 β 탄소 사이에 π 결합을 형성한다 . E1 반응을 결정하는 것은 반응에 관여하는 할로젠화 알킬 (Alkyl halide), 염기 , 용매이다 .02 실험 이론 및 배경 E1 반응 특징 E1 메커니즘 분자는 α- 탄소의 탈 양성자화 이전에 이탈되는 좋은 이탈기를 갖고 있다 . 이것은 탄소 양이온 중간체를 형성 하게된다 . 탄소 양이온 형성 뒤 탈양성자화를 통해 새로운 파이 결합이 형성된다 . 관련된 분자는 브롬이나 염소와 같은 아주 좋은 이탈 그룹을 가져야하며 상대적으로 산성이 적은 α- 탄소가 있어야 한다 .02 실험 이론 및 배경 E2 반응 * ‘ E’ 는 제거반응 (elimination), '2' 는 이분자반응 ( biolecular ) 뜻한다 . * -OH ( 하이드록시 이온 ), -OR( 알콕시 이온 ) 과 같은 강한염기와 반응하고 높은 온도에서 잘 일어난다 .02 실험 이론 및 배경 E2 반응의 반응 속도 아래의 식처럼 이차 반응 속도 식을 나타낸다 . 이 뜻은 두 개의 분자가 관여하는 이분자성 반응이며 , Alkyl halide 와 염기가 모두 속도 식에 나타난다 . = 모든 결합이 동시에 끊어지고 생성되는 concerted reaction 이다 . 속도 = k[( CH3)3CBr][-OH]02 실험 이론 및 배경 E2 반응 메커니즘 염기 -OH 가 β 탄소에 있는 수소원자를 제거함과 동시에 , β C-H 결합에 있던 전자쌍이 αC 와 βC 사이에 새로운 π 결합을 형성함과 동시에 , αC 에 붙어있던 Br- 가 떨어져나간다 .02 실험 이론 및 배경 E2 반응 메커니즘 위의 전이 상태 처럼 네 개의 부분결합이 생기고 , 음전하는 염기와 이탈기에 분산되어있다 . 출발물질은 두 개의 분자이고 , 생성물질은 세 개의 분자로 엔트로피 측면에서는 이 반응은 유리하다 .02 실험 이론 및 배경 Cyclohexanol 의 Dehydration 반응 (E1 반응 )03 실험 기구 및 시약 실험 기구 둥근 플라스크 (round bottom flask) 분액 깔때기 (separating funnel) 시험관 (Test tube) 증류장치 (distillation apparatus)03 실험 기구 및 시약 실험 기구 핫 플레이트 ( Hot plate) 자기 교반기 (magnetic stirrer) 교반용 막대자석 (stirring bar) pH 시험지 (pH paper)03 실험 기구 및 시약 실험 시약 ▼ cyclohexanol - 화학식 : C6H12O - 이 름 : 사이클로헥산올 - 분자량 : 100.15888 g/ mol - 녹는점 : -58.2 ℃ - 끓는점 : 129.6 ℃ - 밀 도 : 0.8335 g/cu - 형 태 : 매운 냄새의 투명한 액체03 실험 기구 및 시약 실험 시약 ▼ cyclohexene - 화학식 : C6H10 - 이 름 : 사이클로헥센 - 분자량 : 82.144g/ mol - 끓는점 : -104 ℃ - 녹는점 : 83-85 ℃03 실험 기구 및 시약 실험 시약 ▼ sulfuric acid - 화학식 : H2O4S - 이 름 : 황산 - 분자량 : 98.07848 g/ mol - 녹는점 : 10.31 ℃ - 끓는점 : 337 ℃ - 밀 도 : 1.8302 g/cu cm - 형 태 : 무취 무색의 액체03 실험 기구 및 시약 실험 시약 ▼ calcium chloride - 화학식 : CaCl2 - 이 름 : 염화칼슘 - 분자량 : 110.984 g/ mol - 녹는점 : 772 °C - 끓는점 : 1670 °C - 밀 도 : 2.2 g/cm³ - 형 태 : 회백색의 고체결정03 실험 기구 및 시약 실험 시약 ▼ sodium carbonate - 화학식 : Na2CO3 - 이 름 : 탄산나트륨 - 분자량 : 105.964287g/ mol - 녹는점 : 851 ℃ - 끓는점 : 분해 - 밀 도 : 2.5 g/ ㎤ - 주의점 : 눈과 피부에 자극03 실험 기구 및 시약 실험 시약 ▼ deuterated chloroform - 화학식 : CDCl3 - 분자량 : 120.384g/ mol - 끓는점 : 209K - 녹는점 : 334K04 실험 과정 반응 및 생성물 분리 1) 25mL 둥근 flask 에 cyclohexanol (4mL ,0.038mole) 를 넣은 후 , 제조한 65% H2SO4 용액 (15mL) 를 천천히 넣는다 . 2 ) 이 flask 에 magnetic stirring bar 를 넣고 증류장치를 설치한다 . magnetic stirrer/hot plate 에서 천천히 가열하여 , 생성물인 cyclohexene 과 물을 회수 flask 에 받는다 . 3) 이때 회수 flask 는 얼음물 속에서 차갑게 냉각시킨다 .04 실험 과정 반응 및 생성물 분리 4) 증류 잔류물 ( 대부분은 황산과 물 ) 이 약 1mL 정도 남을 때까지 증류를 계속한다 . 5) 회수 flask 의 증류물 용액에 소량의 황산이 소량 따라 나오기 때문에 , 이 회수 flask 에 10% Na2CO3 용액을 조금씩 넣어서 중화시킨다 . (pH paper 를 이용하여 용액의 중화 상태를 확인한다 .) 6) 이중화된 혼합액을 분액깔때기로 옮겨서 아래의 물 층을 제거하고 유기물 cyclohexene 을 test tube 에 담는다 .04 실험 과정 반응 및 생성물 분리 7) 여기에 anhydrous CaCl2( 약 0.6g) 을 넣고 약 5 분간 잘 흔들어 준 다음 , 가만히 방치하여 고체가 가라앉으면 , 액체 부분을 피펫으로 작은 둥근 flask 로 옮긴다 . 8) 이 flask 에 magnetic stirring bar 를 넣고 분별 증류장치로 증류한다 . 80~85 ℃에서 나오는 물질을 모은다 .04 실험 과정 물질 규명 9) 순수한 cyclohexene 의 bp 는 83 ℃이다 . 생성물의 IR spectrum 을 얻거나 , CDCl3 용매에서 1H-NMR spectrum 을 얻어서 cyclohexene 의 문헌에 알려진 spectrum 과 비교한다 .(+) 출처 ( 참고 문헌 ) 네이버 지식백과 ( 화학대사전 ), http://terms.naver.com 구글 이미지 , http://www.google.co.kr 위키피디아 , http://ko.wikipedia.org http://www.chemspider.com https:// pubchem.ncbi.nlm.nih.govQ A{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2018.05.16| 28페이지| 3,000원| 조회(382)

유기화학, 유기화학실험, 제거반응, E1, cyclohexanol

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Electrophilic Aromatic Substitution- Acetanilide의 Nitration 반응 평가A+최고예요

Electrophilic Aromatic Substitution : Acetanilide 의 Nitration 반응순차 1. 실험목적 2. 실험 이론 배경 3. 실험 기구 및 시약 4. 실험과정실험목적 aromatic compound 이 치환반응을 하면 매우 다양한 유용한 물질을 만들 수 있다 . 여기서는 질산 (NO2) 과 황산 (H2SO4) 으로 nitro 그룹이 들어있는 화합물을 만든다 .실험 이론 1. 방향족 화합물 2. 방향족 화합물의 필요조건 3. HUCKEL 의 법칙 4. 친전자성 방향족 치환반응1. 방향족 화합물 ( aromatic compound) 방향족 화합물이란 분자 속에 벤젠 고리를 포함하는 유기 화합물을 일컫는다 . 또한 컨쥬게이션 이중 결합을 가지며 공명에너지가 유별나게 큰 고리 화합물이다 . 가장 기본적인 방향족 화합물은 벤젠이다 . 벤젠은 탄소 6 개가 고리를 이루고 있는 형태의 평면형 화합물이다 . ( 벤젠 ) * 컨쥬게이션 결합 : 이중결합과 단일 결합이 교대로 반복되는 결합이며 이들 결합이 공명에 기인한다 .1-1 방향족 화합물의 특징 1. 공명 구조로 인해 다른 화합물보다 매우 안정하다 . 2. 대체로 방향성이 있는 벤젠고리를 포함하며 냄새가 난다 . 3. 치환반응을 하여 성질이 다른 수많은 유도체를 생성한다 .1-2 방향족 화합물의 필요조건 1. 분자는 고리구조 이어야한다 . 2. 분자는 완전하게 컨쥬게이션 결합을 해야한다 . 3. 고리에 있는 모든 원자가 한 평면에 있어야한다 . 4. (4n+2) 의 파이전자가 존재하여야한다 . (HUCKEL 법칙 )2. HUCKEL 의 법칙 고리계의 파이전자의 수가 4n+2 개이면 이 계는 방향족이고 , 4n 개면 이계는 반방향족이다 . 여기서 n 은 보통 0,1,2 또는 3 의 정수이다 . 단 , 방향족 또는 반방향족이 되기 위해서는 p 오비탈이 평면형태로 겹쳐진 고리구조이어야한다 .3. 친전자성 방향족 치환반응 (Electrophilic aromatic substitution) 친전1. 방향족 나이트로화 반응 + 2. 방향족 할로젠화 반응 + 일반적으로 알켄의 경우 E-ch2ch2-Y( 첨가반응 ) 3. 방향족 설폰화 반응 4. 방향족 알킬화 반응 5. 방향족 아실화 반응 등이 있다 .3-1 방향족 나이트로화 반응 1. 벤젠고리의 H 하나가 NO2 로 치환되는 반응이다 . 2. 벤젠과 진한 질산이 반응하여 나이트로벤젠을 생성한다 . - 이 느린반응은 산화될수 있는 물질과 진한 질산의 뜨거운 혼합물이 폭발할 수 있어 위험하다 . 3. 황산과 질산의 혼합물을 사용하면 황산이 촉매로 작용된다 . - 더 빠르고 더 낮은 온도에서 안전하게 반응한다 .3-1 먼저 Nitration 을 위한 Nitronium ion( 나이트로늄 이온 ) 이 형성 되어야한다 . 황산 (H 2 SO 4 ) 과 질산 (HNO 3 ) 을 넣으면 질산에서 물이 빠지며 나이트로늄 이온 ( + NO 2 ) 이 형성된다 NO 2 + 가 electrophile 이 되어 벤젠과 반응을 한다 .3-2 방향족 할로젠화 반응 1. Lewis 산 촉매 존재 하에서 벤젠과 할로젠 원소의 결합으로 방향족 생성물과 할로젠화 수소를 생성하고 촉매를 재생하는 반응이다 . 예를들어 , 브로민 치환반응에 이용하는 FeBr3 은 Br2 분자를 편극화 하여 마치 Br+ 인 것처럼 반응하는 화학종을 만들어 더욱 친전자성을 강하게 해준다 .3-3 방향족 설폰화 반응 아주 강력한 친전자체인 So3 에대한 공격으로 벤젠의 설폰화 반응이 일어난다 . Sulfonation 은 Sulfur trioxide ( 삼산화 황 ) 에 황산을 넣으면 황을 기반으로 하는 양이온 화학종 ( + SO 3 H) 이 생기며 , 이것이 electrophile 이 된다 . 그리고 이 electrophile 이 벤젠과 반응을 한다 .3-4 방향족 Friecl -craft 알킬화 반응 1. Charles Friedel 과 James Crafts 에 의해 연구된 반응이다 . 2. AlCl3 이나 FeCl3 과 같은 Lewis 산 촉매 존재하에 Friedel 과 James Crafts 에 의해 연구된 반응이다 . 2. 염화 알루미늄 존재 하에서 염화 아실은 벤젠과 반응하여 아실벤젠을 생성한다4. 친전자성 방향족 치환반응 - 이치환반응 치환기를 하나 가지고 있는 방향족 고리에서 치환반응이 일어나는 것을 말한다 . 치환기는 친전자성 방향족 치환 반응이 일어날 때 두가지 측면에서 영향을 끼친다 . 새로 도입되는 치환기는 기존의 치환기로부터 Ortho, Meta, Para 에 위치한다 . 반응속도 : 치환된 벤젠의 반응속도는 벤젠보다 빠르거나 느리다 .이치환반응 – 지향성 (orientation) 새로 도입되는 치환기는 기존의 치환기로부터 오쏘 , 메타 , 파라에 위치한다 . 기존에 존재하던 치환기가 두 번째로 도입되는 치환기의 지향을 결정한다 . 벤젠 고리의 치환기는 치환기의 오쏘와 파라 위치에 있는 탄소 원자에 가장 크게 영향을 미친다 .(추가내용) 기존에 존재하던 치환기가 두 번째로 도입되는 치환기의 지향을 결정한다 . - 유발효과 , 공명효과 유발효과 - 전자를 주는 기 (Donating) : 전자 밀도 공급 - 활성화기 - 전자를 끄는 기 (Withdraw) : 전자 밀도 감소 - 비활성화기4-1 이치환반응 – 톨루엔 VS 나이트로벤젠 1. 톨루엔 톨루엔의 CH3 는 전자를 주는 활성화기다 . 따라서 벤젠보다 빠른속도로 반응한다 .4-2 이치환반응 – 나이트로 벤젠 나이트로 벤젠의 No2 는 전자를 끄는 비활성화기이다 . 따라서 벤젠보다 느린속도로 반응한다 .비활성화기 나이트로기 나이트로기는 비활성화기 이며 Meta 공격이 주 생성물을 만들어 내므로 Meta – 배향성이다 .추가 ) 메톡시기 전기적으로 음성인 산소원자에 양전하를 둔 알콕시기 * 공유결합을 더 가진다 . * 각 원자가 팔전자를 이룬다 . - 공명안정화 - 전자밀도를 주기 (Donating) 때문에 공명 - 주기 이다 .메톡시기 메톡시기는 활성화기 이며 Ortho 와 Para 공격이 주생성물을 만들어 내므로 Ortho,Para - 배 전자쌍을 가져 전자밀도를 준다 .( 공명 - 주기 ) * 친전자체가 Ortho 나 Para 위치에서 반응할때 할로젠의 비결합전자는 전하를 더욱 분산시켜 할로늄 이온구조를 생성한다 . - Donating5. 친전자성 방향족 치환반응 - 삼치환반응 출발 물질로서 이치환 벤젠을 사용하여 친전자성 방향족 치환반응을 한것을 말한다 . 1. 벤젠고리에 두개의 치환기가 있을 때 두 치환기의 상대적 힘의 세기에 따라 제 3 의 작용기 위치가 결정된다 . 두 치환의 지향성 효과가 서로 보강되면 새로 도입되는 작용기는 두치환기가 가지는 지향효과에 의헤 결정된다 .5. 친전자성 방향족 치환반응 - 삼치환반응 2. 두 치환기의 지향성 효과가 서로 상반될 때는 더 센 활성기의 지향성을 따른다 . 활성기는 비활성기보다 보통 더 강력한 배향기이다 .5. 친전자성 방향족 치환반응 - 삼치환반응 3. 두 치환기가 서로 –Meta 위치에 있을 때는 입체장애에 의해 두 고리 사이에 치환되는 것이 불가능하다 .반응 메커니즘실험 기구 둥근 플라스크 (Round Flask) 유리 피펫 자석교반기 (Magnetic stirrer) 교반용 막대자석 (Stirring bar) 주걱 (Spatula) 유리막대기 감압 깔때기 (B uchner funnel)시약 아세트 아닐리드 (Acetanilide) 화학식 : C 8 H 9 NO 분자량 : 135.17 g/ mol 녹는점 : 114.3℃ 끓는점 : 304℃ 밀도 : 1.219 g/cm 3시약 탄산 수소 나트륨 (Sodium Carbonate) 화학식 : NaHCO3 분자량 : 84.007g/ mol 녹는점 : 50 °C 끓는점 : 851 °C 밀도 : 2.2 g/cm³시약 진한황산 (Sulfuric Acid) 화학식 : H ₂ SO ₄ 분자량 : 98.08 g/ mol 녹는점 : 10℃ 끓는점 : 337℃ 밀도 : 1.84 g/cm³ 점성이 있는 무색의 비휘발성 액체 강력한 친핵체 (Lewis Base)시약 진한질산 (Nitric Acid) 화학식 : H-42℃ 끓는점 : 83℃ 밀도 : 1.50 g/cm³ 얼음 , 증류수실험과정 ( 반응 ) 25ml 둥근 flask 에 acetanilide (1.0 g 7,4mmol) 을 넣고 진한 황산 (2.5ml) 를 조금씩 넣는다 . 덩어리가 있으면 작은 Spatula 나 유리막대기 등을 이용하여 부신다 . Stirring bar 를 넣는다 . 얼음속에 넣어 용액을 차갑게 식힌다 . 용액을 식히는 동안 진한 질산 ( 순도 약 70%, 0.53ml, 8.3mmol) 에 진한 황산 (0.53ml) 를 넣은 용액을 따로 준비하고 이 혼합 용액도 얼음물 속에 넣어 차갑게 식힌다 . 앞서 준비한 Acetanilide 용액을 계속 얼음물 속에 담근 상태에서 질산 - 황산 혼합용액을 pipet 으로 3 분간격으로 4 번에 걸쳐 저으면서 넣는다 .덩어리가 생기면 Spatula 를 이용하여 조심해서 부순다 . 반응 용액을 10 분정도 더 얼음물 속에서 둔 채로 저어준 다음 , 실온에서 5~8 분간 더 계속 저어준다 .반응 마무리 및 생성물의 분리 반응 혼합액에 얼음물 ( 얼음과 물을 반 정도씩 섞은것 , 20ml) 을 넣는다 . 노란 고체 (p- nitroacetanilide ) 가 생성된 반응 용액을 차갑게 식힌다 . 생성된 노란색 고체를 감압하에 거른다 . Flask 벽에 붙어 남아있는 고체는 3~5ml 의 차가운 물을 이용하여 마저 걸러내고 얼음물 (10ml) 로 두번 씻어낸다 . 이 고체에 묽은 sodium carbonate 용액 ( 약 10%, 10ml 정도 ) 를 부어서 씻어내린다 . ( 이때 gas 가 발생할수 있다 ). 거른액이 염기성으로되었을때 , 중성이 될 때까지 차가운 물로 생성물을 씻는다 . 걸러낸 고체 생성물은 완전히 건조시킨 다음 무게를 측정하여 yield 를 구한다 .정제 및 물질 규명 Mp 를 측정하여 문헌값과 비교한다 .참고문헌 네이버 지식백과 (http://www.naver.com) 구글 (http://www.google.co.kr) 위키피디아 (htthow}

자연과학| 2018.05.16| 39페이지| 2,500원| 조회(1,332)

유기화학, 예비보고서, 유기화학실험, nitration, 치환반응, Electro..

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완충용액I N D E X 01 실험 목표 02 실험 이론 및 배경 03 실험 기구 및 시약 04 실험 과정01 실험 목표 완충용액 의 원리와 중요성을 탄산같은 이양성자산의 적정 곡선을 통하여 배운다 . 중화적정곡선 ! ◀02 실험 이론 및 배경 완충 [ 緩衝 , buffering ] 어떤 용액에 적은 양의 강산이나 강알칼리를 첨가하는 방식으로 pH 의 변화를 유도하려 할 때 , 산도의 변화를 최소화하려고 견디는 현상을 완충 이라고 한다 . 약산과 그 염의 혼합용액은 약간의 강산 물질을 첨가해도 완충효과로 인해 pH 의 변화가 미미하게 일어난다 .02 실험 이론 및 배경 완충용액 [ buffer solution , 緩衝溶液 ] 완충 용액 이란 일반적으로 산이나 염기를 가해도 공통 이온 효과에 의해서 그 용액의 pH 가 크게 변하지 않는 용액 을 말한다 . 완충액이라고도 한다 . 우리 몸에 있는 혈액 은 매우 완충용액의 세기가 큰 대표적인 완충용액이다 . ▶02 실험 이론 및 배경 완충용액 [ buffer solution , 緩衝溶液 ] 즉 , 완충 용액이란 외부로부터 어느 정도의 산이나 염기를 가했을 때 , 영향을 크게 받지 않고 수소이온농도를 일정하게 유지 하는 용액이다 . 아세트산 - 아세트산나트륨 혼합용액을 와르파르의 완충 용액이라고 한다 . ◀ 예시02 실험 이론 및 배 경 다양성자 산 [ polyprotic acid , 多陽性子酸 ] 산을 물에 넣으면 물속에서 해리되어 수소 이온을 내어 놓는다 . 이때 한 분자가 1 개 보다 많은 수소 이온을 내어 놓는 산을 다양성자 산 이라고 한다 . 이에 대해 한 분자가 한 개의 수소 이온을 내어 놓는 것은 일양성자 산이라고 한다 . 일양성자 산 : HCl , HNO 3 , CH 3 COOH 등 다양성자 산 : 이양성자 산 H 2 SO 4 , H 2 CO 3 등 삼양성자 산 H 3 PO 4 등 물에 녹지 않는 산의 경우에도 1 몰의 산이 , 1 몰보다 많은 염기와 중화시킬 수 있으면 그 산도 다양성자 산이다 .02 q )02 실험 이론 및 배경 산 - 염기 적정 [ acid-base titration , 酸鹽基滴定 ] 산 , 염기의 중화반응에 의거하는 적정 으로 중화 적정 이라고 하는 경우도 있다 . 산의 시료를 알칼 리 표준액으로 적정하는 알칼리 적정 , 알칼리를 산의 표준액으로 적정하는 산 적정이 있다 .02 실험 이론 및 배경 산 - 염기 적정 [ acid-base titration , 酸鹽基滴定 ] 산성물질의 농도를 구할 때는 수산화나트륨 등의 강염기성 물질로 , 염기성물질의 농도를 구할 때는 , 염산이나 황산 등의 강산성 물질의 표준액으로 적정하는 것이 일반적이다 .02 실험 이론 및 배경 산 - 염기 적정 [ acid-base titration , 酸鹽基滴定 ] 적정 종점 ( 당량점 )의 검출에는 산, 염기지시약 을 써 색깔의 변화로 검지하는 방법이 가장 널리 쓰이고 있다 . 또한 , 유리 전극 , pH미터 를 쓰는 전위차적정법을 이용하여 종점판별을 하는 방법도 널리 행하여지고 있고 자동적정장치도 보급되고 있다 . ▶ 유리전 극 ◀ ‘pH 미터 ’ 사용02 실험 이론 및 배경 산 해리 상수 [ acid dissociation constant , 酸解離常數 ] 산이온화상수라고도 한다 . 산해리상수 값이 클수록 이온화가 잘 되는 것이므로 센산이다 . 따라서 K a 값만 비교하면 된다 . 이온화가 여러 단계로 일어나는 경우에는 각 단계마다 산해리상수를 나타낼 수 있다 . 예를 들면 , 아세트 산 이 물 속에서 이온화하면 각 성분의 농도가 일정하게 유지되는데 , 이 때 산해리상수는 평형상수와 같이 온도에 의해서만 변한다 .02 실험 이론 및 배경 산 해리 상수 [ acid dissociation constant , 酸解離常數 ] 산을 HA 로 나타내고 , 그 이온화 평형을 HA ↔ H + +A - 로 나타낼 때 , 산해리상수 K a 는 다음과 같이 나타낼 수 있다 . 에서 산해리상수는 1.75×10 -5 이다 .02 실험 이론 및 배경 (+) 염기 해리 상수 염기 해 알칼리성으로 된다 . 그래서 양이 온 농도를 몰수로 나타내면 25℃ 에서 [H + ]×[OH - ]=10 -14 의 관계식이 성립한다 . 따라서 [H + ] 의 값이 정해지면 [OH - ] 의 값은 자동적으로 정해지며 , 액성의 판정이나 산성 , 알칼리성의 강도는 [H + ] 의 값만 알면 된다 . ◀ 중성 pH=7 산성 pH 7 염기성 pH 702 실험 이론 및 배경 당량점 [ equivalence point , 當量點 ] 어떤 적정에서 적정되는 물질의 성분과 적정하는 성분 사이의 화학량론적 반응이 완결되는 지점 을 당량점 이라 하고 , 이 값은 이론값 이므로 실제 적정에서는 이 지점을 알 수가 없다 . 따라서 실험적으로 검출된 종말점과 반드시 일치하지는 않는다 . 종말점과 당량점의 차이가 실험 오차가 된다 .02 실험 이론 및 배경 종말점 [end point , 終末點 ] 실제 실험을 통해 실험자가 적정이 완료되었다고 판단하여 적정을 멈추는 지점 을 종말점 이라고 한다 . 중화적정실험의 경우 , 적정하는 물질을 조금씩 첨가해 나가다가 페놀프탈레인이나 BTB 용액 등의 지시약의 색이 변하는 지점 을 종말점이라고 판단할 수 있다 . 지시약의 색깔 변화를 이용하는 방법 이외에도 전류 · 전위차 · 광도 등의 측정을 통해서 종말점을 구하는 방법도 있다02 실험 이론 및 배경 르 샤틀리에의 원리 [ Le Chatelier's principle , ─ 原理 ] 열역학적 평형이동에 관한 원리로 평형상태에 있는 물질계의 온도나 압력을 바꾸었을 때 , 그 평형상태가 어떻게 이동하는가를 설명하는 원리 이다 . 이 원리에서 물리적 , 화학적 변화에 대하여 평형을 이루는 방향으로 운동이나 반응이 진행됨을 알 수 있다 .02 실험 이론 및 배경 르 샤틀리에의 원리 [ Le Chatelier's principle , ─ 原理 ] 농도 의 경우 : 반응 물질을 첨가하고 생성 물질을 제거하면 정반응 쪽으로 평형 이동하며 , 반응 물질을 제거하고 생성 물질을 첨가하면 역반응 쪽으로 평 기구 100mL 부피 플라스크 (volumetric flask) 100mL 비커 (beaker) 50mL 뷰렛 ( buret ) 20mL 홀 피펫 (volumetric pipet) 선단이 가늘고 중앙부가 부풀어 오른 유리제 또는 플 라스틱제의 체적계 pH 미터 (pH meter) 자석 젓게 (magnetic stirrer) ▼ 왼쪽 3 개 홀 피펫 ▼ pH 미터03 실험 기구 및 시약 실험 시약 0.10M 탄산 나트륨 (sodium carbonate) 탄산의 나트륨염으로 보통 소다 또는 탄산소다라고도 부른다 . 무수물은 백색 분말의 흡습성이 강한 소다회이며 , 1 수화물 ·7 수화물 ·10 수화물이 알려져 있다 . 유리 · 비누 등의 제조원료로 사용되며 , 알칼리로서 종이 제조 등에 사용된다 .03 실험 기구 및 시약 실험 시약 0.10M 염산 (hydrochloric acid) 비금속과는 그다지 작용하지 않고 많은 금속을 상온에서 용해하여 수소를 발생한다 . 구리 , 철 , 니켈 , 코발트 등은 가열하면 반응하고 금 , 은 , 백금족 금속 등은 거의 반응하지 않는다 . 금속의 산화물은 일반적으로 염산에 의해 염화물로 된다 . 염산은 과산화물 , 중크롬산염 , 과산화이중황산염 , 과망간산염에 의해 산화되어 염소를 발생하고 탄화물 , 붕소화물 , 규화물 등은 염산에 의해 염화물로 된다 .03 실험 기구 및 시약 실험 시약 증류수 (distilled water) *** pH 미터가 없는 경우에 다음 3 개의 지시약 사용 *** 페놀프탈레인 (phenolphthalein indicator) 브로모크레졸 그린 ( bromocresol green indicator) Or 메틸 레드 (methyl red indicator) 만능 시험지 (universal pH indicator paper)03 실험 기구 및 시약 실험 시약 페놀프탈레인 (phenolphthalein indicator) 화학식 C20H14O4. 분자량은 318.33 이며 , 녹는점은 262 ∼ 264 ℃로 변한다 . 산염기 지시약으로 사용되며 , 변색역은 pH 3.8~5.4. 산성색은 황색 , 염기성색은 청색이다 . ◀ 브로모크레졸 그린 구조식03 실험 기구 및 시약 실험 시약 메틸 레드 (methyl red) 화학식 C 15 H 15 N 3 O 2 , 분자량 269.3, 자주빛을 띠는 바늘 모양의 결정을 만들며 , 물에는 거의 용해되지 않고 알코올과 아세트산에 녹는다 . 아조염료에 속하는 지시약으로 0.1% 알콜용액으로 사용한다 . pH 4.4 이하의 산성에서는 붉은색 , pH 6.2 이상의 염기성에서는 노란색을 나타낸다 . ◀ 메틸 레드 구조식 ▼ 적정에 따른 메틸레드 구조식 변화03 실험 기구 및 시약 실험 시약 만능 시험지 (universal pH indicator paper) 산염기 지시 작용이나 산화 환원 지시 작용도 모두 실행할 수 있는 지시약을 스며들게 한 시험지를 말한다 . 예를 들어 2, 4- 디아미노 -4'- 히드록시아조벤젠 종이는 산성에서는 적색 , 염기성에서는 황색을 나타내고 (pH 3.4~5.4), 환원형이 담황색 , 세륨 (Ⅳ) 이나 브롬산 이온의 산화 전위에서는 적색을 나타낸다 ) ◀ 만능 시험지04 실험 과정 0.10M HCl 용액으로 50mL 용량의 뷰렛을 눈금까지 채운다 . 100mL 비커에 피펫으로 0.10M Na2CO3 20.0mL 를 넣고 자석 젓게로 천천히 저어주면서 pH 미터로 pH 를 측정한다 . “ 실험 결과 ” 표에 지시된 만큼씩의 뷰렛의 HCl 수용액을 비커에 넣어 주면서 , pH 미터의 눈금이 안정될 때까지 기다려서 pH 를 측정한다 . (“ 주의 및 참고 사항 ” 을 참고한다 .) 이때 초기 탄산염의 수용액의 pH 는 상당한 염기성이므로 대기 중 CO2 가 용액으로 들어가는 속도가 꽤 빠르므로 자석 젓게의 회전 속도를 매우 천천히04 실험 과정 하면서 실험을 가능한 빨리 한다 . 또한 pH 가 일정한 값으로 고정되지 않고 조금씩 바뀔 수 있으므로 HCl 수용액을 넣은 후 몇 초 후의 값을 기록한다 . 첫번w}

자연과학| 2018.05.16| 33페이지| 2,500원| 조회(675)

일반화학실험, 일반화학, 완충용액, 예비보고서

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화학으로 이루어진 세상 평가A좋아요

유기화학 관련 독서 과제- ‘화학으로 이루어진 세상’을 읽고 -먼저, 유기화학은 대부분 탄소화합물(유기화합물)을 연구 대상으로 다루는 화학의 한 분야이다. 즉 탄소화합물의 제조법, 성질, 반응, 용도 등을 다루는 학문이다. ‘탄소 화합물’은 합성염료, 화장품, 플라스틱 등 실생활에서 굉장히 많이 쓰이고 생명체의 구성성분 또는 대사(代謝) 등으로 만들어지는 화합물이기도 하다. 이렇게 우리와 굉장히 가까이 하고 있는 화합물을 다루는 것이 바로 유기화학이다. 즉 유기화학에서 다루는 탄소화합물은 우리가 살고 있는 세상과 밀접한 관련이 있다. 따라서 나는 ‘화학으로 이루어진 세상(저자：K. 메데페셀헤르만, 출판사 : 에코리브르)’이라는 책을 선택했다. 이 책은 화학이 없는 세계란 어떻게 변화하는지, 질병을 치료하는 화학물질과 보석, 마약과 합성수지 등 다양한 화학 이야기로 구성되어있다.우리는 이 책의 제목처럼 명백하게 ‘화학으로 이루어진 세상’에 살고 있다. 과학저널리스트인 크리스틴 메데페셀헤르만과 프리데리케 하마어, 그리고 저명한 실용화학자 한스위르겐 크바드베크제거는 이 책에서 한 여성의 하루 24시간 안에 일어나는 화학적 사건을 시간별로 추적한다. 저자는 아침의 샤워, 병원치료, 연인과의 데이트 같은 일상적인 사건들로부터 인간의 몸에 있는 화학 성분, 음식과 옷, 가구와 화장품, 주방용품, 자동차, 에너지, 알코올, 의약품 등에 관한 화학 지식을 통해, 현대 문명 속에 자리 잡고 있는 화학의 양면성에 관하여, 그림과 함께 다양한 사례를 바탕으로 흥미롭고 설득력 있게 설명한다.우리가 일상에서 편리하게 사용하는 물건 중 화학제품이 아닌 것이 거의 없다. 즉 화학제품 없이는 하루도 살 수 없는 세상에 현재 살고 있다. 그러나 화학제품에는 빛과 그림자가 공존 하고 있는 것 같다. 몇 년 전 가습기 살슌제인 옥시 제품 때문에 대한민국이 패닉에 빠졌었다. 해당 제품의 성분 중 폐에 치명적인 소상을 입히는 물질이 있었기 때문이다. 실제로 사망자만 해도 수백 명에 이를 만큼 피해가 엄청났다. 게다가 페브리즈를 포함해 방향제와 탈취제 제품에도 유해 성분이 있다는 논란까지 더해져, 많은 소비자들이 화학제품을 자제하려는 움직임을 보이고 있다.아무 문제없을 것 같은 화학제품이 우리 인체에 들어와서 어떤 화학반응을 통해 위해를 가할지 장담할 수는 없다. 비록 실험을 통해 안전을 확인했다고 해도 말이다. 그만큼 인체는 복잡한 까닭이다. 그러나 화학제품 없이도 절대 살 수 없다. 이 책에 등장하는 여성의 24시간을 봐도 알 수 있다. 여성의 일상 생활 모습과 우리와 다르지 않기에 우리가 얼마나 화학과 밀접하게 관련되어 생활하는지 다시 한번 여실히 느끼게 된다. 이른 아침 자명종 소리에 눈을 뜨면서부터 우리의 삶은 화학의 삶인 것이다.저자의 이야기를 시간가는 줄 모르고 있다 보니, 문득 화학 수업 시간에 배웠던 원자론이 떠올랐다. 그때는 잘 이해가 안 되었는데 이상하게도 좀 더 명확하게 이해가 되는 것이었다. 특히나 태양전지와 합성수지에 대해 설명하는 대목에서, 원자의 구조에 대한 나름의 생각을 갖게 된 것은 이 책을 읽은 큰 소득 중 하나였다. 유기화학 강의를 들으며 유기화학을 이해하기 위해선 주기율표 속 원소들을 제대로 이해하는 게 가장 중요하다고 하셨던 것이 다시 한번 기억 났었다.처음에 ‘화학’이란 것을 배울 때는 주기율표에 나오는 100여개의 원소들의 원자번호와 해당 족을 외우는 것이 굉장히 의미 없다 생각하고 지루했었는데, 이들 제한된 원소들을 통해 지구상의 모든 물질 뿐만 아니라 심지어 생명체까지도 만들었다는 것을 생각하니, 경이롭고 신비로운 느낌이 들었다. 화학자는 마치 또 다른 창조주 같은 느낌을 들게 하였다.개인적으로 가장 기억에 남는 내용은 분자생물학에 대한 것이다. 왜나하면 책을 읽으면서 전문적인 내용을 이해하기 가장 어려웠기 때문이다. 생명체를 분자 단위로까지 분석해서 이해하려는 시도가 굉장히 인상적이었다. 어쩌면 머지않아 이 세상에 존재하지 않는 새로운 생명체를 인위적으로 만들 날도 오지 않을까? 생각하였다.

자연과학| 2018.05.16| 4페이지| 2,000원| 조회(2,091)

유기화학, 독후감, 감상문, 서평, 화학으로 이루어진 세상

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영화'gattaca' 감상문

- 영화 ‘Gattaca' 를 보고 -‘Gattaca'라는 영화는 유전자 조작으로 태어난 사람들이 사회의 상층부를 이루는 반면에, 전통적인 부부관계로 태어난 사람들은 열등한 사람으로 취급 받고 사회 하층부로 밀려나는 미래를 배경으로 하고 있다. 따라서 이 가상의 미래 세계에서는 인간이 모두 인공수정으로 태어난다. 또, 정상적인 성관계를 통해 아이를 낳는 것은 이 세상에서 아주 부도덕한 행위로 여겨진다.이렇게 영화 ’Gattaca' 속 세상에서는 인간이 두 개의 계급으로 나뉘게 된다. 앞서 이야기 했듯이 인공적으로 출생한 인간과 자연적으로 출생한 인간으로 말이다. 전자는 ‘적격자’, 후자는 ‘부적격자’라고 불린다. 이 영화 속 주인공 ‘빈센트’는 자연적으로 출생한 인간이다. 유전자 조작 없이 부모의 자연임신으로 태어난 빈센트는 선천적으로 심장이 약하고, 근시가 될 확률도 높으며, 정신질환을 앓을 확률도 높고, 30살까지 밖에 살지 못한다는 판정을 받는다. 이런 이유로 ‘빈센트’는 시스템 내에서 부적격자로 분류가 된다.주인공 ‘빈센트’의 꿈은 우주비행사가 되는 것이다. 하지만 이미 부적격자로 판정 받은 그가 할 수 있는 일이라곤 우주 항공회사인 ‘Gattaca'에 청소부로 취직해 매일 같이 우주를 향해 출발하는 우주선을 동경의 눈빛으로 바라보는 것 뿐 이었다. 그러나 ’빈센트‘에게도 기회가 찾아오게 된다. 다른 신분으로 살 수 있도록 해 주는 브로커를 만난 것이다. 그렇게 ’빈센트‘는 적격 판정을 받을 수 있는 유전적 조건을 가진 ’제롬 모로우‘로 살게 된다. ’제롬 모로우‘는 본래 수영선수였지만 교통사고로 인해 하반신이 마비되는 장애를 얻어 지금은 휠체어가 아니면 움직일 수 없는 상태로 살고 있다. 이런 ’제롬 모로우‘의 도움을 받아 빈센트는 철저하게 ’제롬 모로우‘로 살아가게 된다. ’제롬 모로우‘에게서 그의 혈액, 머리카락, 소변, 지문 등을 정기적으로 제공받아 우주 항공 회사인 ’Gattaca'의 신분확인 과정에 사용하고, 자신의 신체 조직은 소각시설에 넣어 태워버리곤 한다.이렇게 철저하게 ‘Gattaca'의 일원이 된 ’빈센트‘는 꾸준하게 토성의 위성 타이탄으로 가기 위한 훈련을 받게 되고 마침내 평생의 소원이었던 우주비행의 꿈을 이루게 된다.이 영화의 제목인 ‘Gattaca'는 DNA를 구성하는 염기인 아데닌(A), 티민(T), 싸이토신(C), 구아닌(G)을 조합하여 만든 말이다. 따라서 ’Gattaca'라는 영화제목이 이 영화의 전체적인 주제를 암시한다. 사실, 현실 속에서도 하루가 다르게 발전하는 과학기술은 분명하게 우리 인간들의 삶을 편하게 만들어주지만 가끔은 너무 놀랍도록 발전해나가는 모습에서 나는 살짝 불안하기도 하다. 만약 우리가 현재 살고 있는 사회가 영화 ‘Gattaca’ 속 사회와 같아지게 된다면 너무 무서울 것 같다. 태어나는 순간부터 자신의 모든 운명이 결정된다는 것은 너무 암울하다. 물론 모든 인간들이 똑같은 환경 속에서 태어나는 것은 아니지만 자신의 운명이 이미 결정 났다는 것은 앞으로 살아나가는데에 있어서 아무리 노력해도 그저 정해진 운명에 따라 순응하며 살아가야 한다는 것이기 때문이다. 그렇지만 영화 속 주인공 ‘빈센트’는 정말 대단하다고 느꼈다. 스스로 분명 유전학적으로는 한계가 있는 삶이지만, 자신의 꿈을 위해서 그 한계를 스스로의 노력에 의해서 개척해 나가는 모습이 인상 깊었다. ‘제롬 모로우’의 모든 것을 정기적으로 제공받는 모습, 소각시설에서 열성인자들로 이루어져 있는 자신의 신체조직을 태우는 모습, 마지막 ‘제롬 모로우’가 자살하는 모습 등 영화 속 모든 장면이 인상 깊었다. 영화를 보면서 가장 인상 깊었던 부분들은 ‘빈센트’와 ‘제롬 모로우’의 우정이다. ‘제롬 모로우’는 ‘빈센트’에게 이런 말을 한다. “난 너에게 몸을 빌려주었지만, 너는 나에게 꿈을 줬다.” 사실 ’제롬 모로우’는 대표적인 미래형 인간이었지만, 예기치 못한 사건으로 점차 아무것도 할 수 없게 되었다. 이런 자신을 대신해 제롬 모로우로 살아갈 ‘빈센트’에게 ‘제롬 모로우’는 감사의 마음을 전한다. 이 모습이 굉장히 감동적이었다. 비록 ‘제롬 모로우’ 스스로 이룬 꿈은 아니지만 그에게 꿈을 심어준 ‘빈센트’에게 진심으로 고마움을 표한 것 같았다. 영화 마지막에 ‘빈센트’가 자신을 대신해서 우주로 떠나게 되자, ‘제롬 모로우’는 더 이상 자신의 존재에 가치를 느끼지 못한다. 그래서 ‘빈센트’가 우주비행을 떠났을 때 ‘제롬 모로우’는 스스로 자살을 한다. ‘제롬 모로우’의 마음이 충분히 이해가 갔던 나에게는 이 부분도 굉장히 충격적이었고 인상 깊었던 장면이다.

자연과학| 2018.05.16| 2페이지| 2,000원| 조회(74)

영화, 감상문, Gattaca, GATTACA 감상문

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