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과산화수소의 농도 측정[결과]

REPORT과산화수소의 농도 측정실험제목: 과산화수소의 농도 측정●실험 목적-습식 정량분석법 중의 하나인 적정법을 사용하여 과산화수소의 농도를 측정한다.●이론-표준용액KMnO _{4}가 산화제로 쓰인다. 반응식은 양론계수가 반응물과 생성물이 같아야한다. 이 실험에서는 산을 넣는데 황산을 사용한다. 옥살산나트륨에 황산을 첨가하게 되면 옥살산이 된다.KMnO _{4}와 반응해서Mn ^{2+},CO _{2},H _{2} O,SO _{4} ^{2-}가 나온다.KMnO _{4}는 진한보라색을 띠는데KMnO _{4}에 적정용액을 넣으면H _{2} C _{2} O _{4}가 맑은 색에서 자줏빛으로 변한다.H _{2} C _{2} O _{4}이 다 소모되고 30초 이상이 지나도 맑게 되지 않고 옅은 분홍색을 띠면 반응이 끝나고 당량점이 된 것이다. 표정하면MnO _{4}와 옥살산이 2:5로 반응을 한다. 당량비가 2:5인데 이것을 이용하여KMnO _{4}의 농도를 알아내야한다. 표준용액의 농도를 알게 되고, 과산화수소를 적정할 때KMnO _{4}는 자줏빛이며 적정하면 산소와 물이 발생한다. 적정이 되면 다시 맑아지고 다 소모되고 나면 과잉의KMnO _{4}니까 자색이 된다. 더 맑아지지 않고 옅은 분홍색이 나오면 끝나며 이 점이 당량점이다. 여기서도 2:5 반응을 한다. 이제KMnO _{4}의 농도를 아니까MnO _{4}의 양을 계산하면 되고, 몰수를 알 수 있다.{몰} over {부피}로 몰농도를 당량으로 계산하고, 노르말 농도로도 계산한다.- 과산화수소는 상처소독에도 사용하고, 로켓추진제에 산소공급을 위해 과산화수소를 액체연료로도 사용한다. 액체일 때 기체에 비해 부피밀도가 높기 때문이다. 용기크기가 정해져 있으면 기화될 때 압력이 높아져서 촉진제니까 초음속으로 분사가 된다. 액체연료와 분사되는 산소가 연소되면서 부피가 증가하고 추진되어 로켓이 올라가게 된다.KMnO _{4}는 순간적으로 반응이 일어나도록 하기 위해 촉매로 사용된다.-황산과 물이 있을 때 황산에 물을 넣매스 플라스크에 증류수를 채워서Na _{2} C _{2} O _{4} 250ml를 만든다. (0.05MNa _{2} C _{2} O _{4})2. (1)-1용액을 피펫으로 20ml를 취해 삼각플라스크에 넣고H _{2} SO _{4}용액 15ml도 함께 넣는다.3. 뷰렛에 (2)-1 용액을 넣고, 3회 적정한다. (50℃가열하면서 할 것)⑶과산화수소(H _{2} O _{2}) 농도의 결정1. 미지의 농도 과산화수소 용액을 피펫으로 20ml를 취해 500ml 매스 플라스크에 넣고 증류수로 채워서 500ml를 만든다.2. ⑶-1 용액을 피펫으로 20ml를 취해 삼각 플라스크에 넣고H _{2} SO _{4} 용액도 15ml를 함께 넣는다.3. ⑴-1 용액을 뷰렛에 넣고, 3회 적정한다.KMnO _{4} (Mw:158.0g/mol)Na _{2} C _{2} O _{4} (Mw:134.0g/mol)A.2Na ^{+} +C _{2} O _{4} ^{2-} +2H ^{+} ` -> H _{2} C _{2} O _{4} +2Na ^{+}B.2MnO _{4} ^{-} `+`5H _{2} C _{2} O _{4} `+`6H ^{+} ` -> `2Mn ^{2+} `+`10CO _{2} `+`8H _{2} OC.2MnO _{4} ^{-} `+`5H _{2} O _{2} `+`6H ^{+} ` -> 2Mn ^{2+} `+`5O _{2} `+`8H _{2} O▶실행1.KMnO _{4} 0.790g을 비커에 녹인 후 250ml 매스플라스크에 증류수를 채워서KMnO _{4} 250ml를 만들었다.(진한 보라색 용액이 됨) -2.Na _{2} C _{2} O _{4} 0.670g을 증류수가 들어 있는 비커에 담고 핫플레이트 위에 올려 마그네틱을 사용하여 녹였다.3. 녹인 후 100ml 매스플라스크에 증류수를 채워서Na _{2} C _{2} O _{4} 100ml를 만들었다.4. 2의Na _{2} C _{2} O _{4} 용액을 피펫으로 20ml를 취해 삼각플라스크에 넣고H _{2} SO _{ _{2} O _{4}(20ml)+H _{2} SO _{4}(15ml)) 용액에 온도계와 마그네틱을 넣고 핫플레이트에 올려 50도 가까이 되었을 때 4의 용액을 적정했다.[2회 20.0ml]? ①. 뷰렛에 1의KMnO _{4}용액을 가득(50ml) 넣었다.②. 4의(Na _{2} C _{2} O _{4}(20ml)+H _{2} SO _{4}(15ml)) 용액에 온도계와 마그네틱을 넣고 핫플레이트에 올려 50도 가까이 되었을 때 4의 용액을 적정했다.[3회 19.9ml]7. 미지의 농도 과산화수소(H _{2} O _{2})용액을 피펫으로 20ml를 취해 500ml매스 플라스크에 넣고 증류수로 채워서 500ml를 만든다8. 7의(H _{2} O _{2})용액을 피펫으로 20ml를 취해 삼각플라스크에 넣고H _{2} SO _{4}용액도 5ml 넣었다.9. 1의KMnO _{4}용액을 뷰렛에 넣고, 7의 (H _{2} O _{2}(20ml)+H _{2} SO _{4}(15ml))용액을 적정했다.(3회) - [1회 18.5ml]? ①. 7의(H _{2} O _{2})용액을 피펫으로 20ml를 취해 삼각플라스크에 넣고H _{2} SO _{4}용액도 5ml 넣었다.②. 1의KMnO _{4}용액을 뷰렛에 넣고, 7의 (H _{2} O _{2}(20ml)+H _{2} SO _{4}(15ml))용액을 적정했다.[2회 18.6ml]? ①. 7의(H _{2} O _{2})용액을 피펫으로 20ml를 취해 삼각플라스크에 넣고H _{2} SO _{4}용액도 5ml 넣었다.②. 1의KMnO _{4}용액을 뷰렛에 넣고, 7의 (H _{2} O _{2}(20ml)+H _{2} SO _{4}(15ml))용액을 적정했다.[3회 18.5ml]●실험 결과 및 분석많이 넣었을 때의 색변화 과정(저온에서 반응이 느려서 투명하게 된 후 한 두 방울씩 적정함)▲적정 전(투명)▲ 한 두 방울씩 적정 시▲ 당량점(약간 분홍빛)▲(두 실험 모두 약간 분홍빛을 띠면 적정이 끝나는 지점이다.)제조한KMnO _{4}의0} =0.005molNa _{2} C _{2} O _{4} 의`농도(M)= {Na _{2} C _{2} O _{4} 의`몰수} over {용액의`부피(l)} = {0.005} over {0.1} =0.05M표준KMnO _{4} 용액 표정Na _{2} C _{2} O _{4}(20ml)+H _{2} SO _{4}(15ml)에KMnO _{4} 적정. 사용된KMnO _{4}의 양1회20.5ml2회20.0ml3회19.9ml평균값20.13ml첫 번째 식에서Na _{2} C _{2} O _{4}은H _{2} C _{2} O _{4}가 되고,두 번째 식에서H _{2} 가 산화되어H _{2} O 로 되므로H가 2개 즉 1몰이 2N 이 된다.∴옥살산은 당량 22Na ^{+} `+`4`C _{2} O _{4} ^{2-} `+`2H ^{+} ` -> `H _{2} C _{2} O _{4} `+`2Na ^{+}2MnO _{4} ^{-} `+`5H _{2} C _{2} O _{4} `+`6H ^{+} ` -> `2Mn ^{2+} `+`10CO _{2} `+`8H _{2} O이산화망간 2몰이 옥살산 5몰과 반응`2:5`=`MnO _{4} ^{-} `:`Na _{2} C _{2} O _{4} ``````````````#5 TIMES MnO _{4} ^{-} `=`2 TIMES Na _{2} C _{2} O _{4}nMV=n'M'V' (n : 산, 염기 - 내어 놓는 H+, OH-수)5 * M * 20.13ml = 2 * 0.05M' * 20mlKMnO _{4}의 몰농도 M = 0.0199MMnO _{4}이온 1몰이전자 5몰을 받아들였으므로과망간산칼륨 1몰은 5당량노르말농도 N = 0.0199*5 = 0.0995N몰농도 오차�� {0.199-0.2} over {0.2} ��*100 = 1%노르말농도 오차�� {0.0995-0.1} over {0.1} ��*100 = 0.5%(0.0199M에 당량수5를 곱하면 노르말농도0.0995N 나옴)KMnO _{4}의 분자량은 158이므로1g 당량은 = 1.25molH _{2} O _{2} 20ml와 증류수 480ml로 희석1.25mol : 1L = X : 0.02LX = 0.025 mol희석된`과산화수소`몰농도`` {0.025mol} over {0.5l} `=`0.05MH _{2} O _{2}에서H _{2}는 산화수 변화가 없는데,O _{2}는 -1에서 0으로 변했으며 산소 원자는 2개니까H _{2} O _{2}에서 총 산화수 변화는 2이므로 과산화수소 당량수는2분자량은 34 이므로1g 당량은 34/2 = 172MnO _{4} ^{-} `+`5H _{2} O _{2} `+`6H ^{+} ` -> 2Mn ^{2+} `+`5O _{2} `+`8H _{2} O이산화망간 2몰이 과산화수소와 5몰과 반응2:5`=`MnO _{4} ^{-} `:H _{2} O _{2} `````````````````````#5 TIMES MnO _{4} ^{-} `=`2 TIMES H _{2} O _{2} ````````````nMV=n'M'V'5 * 0.0199M * 18.53 = 2 * M' * 20mlH _{2} O _{2}의 몰농도 M' = 0.0461M'H _{2} O _{2}의 노르말농도 0.0461 * 2 = 0.0922 N < 당량수가 2이기 때문에 곱해준다.H _{2} O _{2}의 몰농도오차율=�� {0.0461-0.05} over {0.05} ��*100 = 7.8%노르말농도오차율=�� {0.0922-0.1} over {0.1} ��*100 = 8.8%●논의 및 고찰이번 실험은 이전과는 다르게 1:1이 아닌 2:5 비율로 적정되었다. 그래서 농도를 구하는 식에 비율을 곱해주어야 했다. 처음 과망간산 표준용액을 만들 때 건조된 매스 플라스크에 만들었었는데 500ml보다 넘게 만들어서 다시 만들게 되었다. 이 과정에서 플라스크를 씻고 다시 만들었기 때문에 처음에 건조되어 있었던 플라스크에 비해 안에 물기가 있었기 때문에 작지만 오차에 영향을 주었을 것 같다. 또, 적정 시에 색깔이 변하는 시점을 찾기가 조금 헷갈렸.

공학/기술| 2017.02.07| 8페이지| 1,500원| 조회(593)

화공, 화학공학실험, 농도, 과산화수소

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카보닐 화합물의 환원 [결과]

실험제목 : 카보닐 화합물의 환원●실험방법1.100ml 삼각 flask에 600mg acetophenone을 넣고 methanol 20ml가한다.2.위 용액을 0℃로 유지하면서NaBH _{4}(380mg)을 서서히 가한다.3.NaBH _{4}를 가한 후 30분동안 반응시킨 후, 1N-HCl 용액을 서서히 가해 반응을 Stop 시킨다.4.감압하에서 methanol을 날린 후 ethyl acetate(50mlTIMES 2)를 이용 두 번 추출해낸다.5.얻어진 ethyl acetate 용액을 증류수로 씻어주고 무수MgSO _{4}이용해 건조시킨다.6.감압하에서 ethyl acetate 용매를 날린 후 수율을 계산한다.●실험결과A:전개용매B:acetophenoneC:1-phenylethanol(결과물)Q. 1) HCl을 넣는 이유?NaBH _{4}로 환원시켰을 경우 생성된 알코올은H ^{+}가 없기 때문에 이온형태로 존재하게 된다. 따라서 HCl을 넣어주어 수소이온과 결합시켜 원하는 알코올을 얻어내게 되고, 또한 남아있는NaBH _{4}를 제거해주는 역할도 하게 된다.Q. 2) 간단한 반응 구조식O OH+ H-B-HH Hacetophenone Sodium borohydrideH+ HClOHH1-phenylethanolQ. 3)R _{f} 값A: 전개 용매 3.4cmB: acetophenone 1.7cmR _{f} = {1.7cm} over {3.4cm} =0.5C: 1-phenylethanol 1cmR _{f} = {1cm} over {3.4cm} =0.2941●논의 및 고찰이번실험은 알코올의 산화와는 반대로 카보닐 화합물인 acetophenone을 환원제인NaBH _{4}을 이용해서 phenyl ethyl alcohol로 환원시키는 실험이었다.acetophenone 내에는 Ketone이 들어 있는데 이 ketone은 aldehyde와 더불어카보닐기의 종류중의 하나이다. ketone은 잘 산화되지는 않지만 금속수소화물에 의해서 환원반응이 일어나서 알코올을 합성해낼 수 있다. 이 물질은 위 반응이 일어나 기 위한 시작 물질이 된다. 또한 메탄올을 넣어주는 이유는 메탄올은 알코올의 한 종류로서 -OH기를 가지고 있다. 이것이 카보닐기를 포함하는 물질과 반응하여서 알코올로 합성하는데 큰 역할을 하게 되는 것이다. 특히. 이 실험에서 쓰이는 NaBH4는 물이나 수용성 알코올을 용매로 사용할 수 있기 때문에 메탄올을 용매로 사용할 수가 있다.시약으로는LiAlH _{4} 도 있는데 이것을 사용하지 않고NaBH _{4}을 사용한 이유는LiAlH _{4}는 반응성이 너무 커서 폭발의 위험성이 있고NaBH_4가 안정하고 취급이 용이하고 흰색 결정성 고체로서, 공기 중에서 무게를 측정할 수 있고, 물이나 알코올을 용매로 사용할 수 있으며 일반적으로 생성물인 알코올을 높은 수득률로 얻을 수 있기 때문이다. 0℃로 온도를 유지해 주며 시약을 넣는데, 그 이유는 NaBH는 온도마다 활성이 다르기 때문이다. 다시 말해 각 온도마다 가지게 되는 분자 내 구조가 다르다는 말이다.그 다음 실험은 하지 못했지만 간략하게 보면 감압기를 이용하여 methanol을 제거하고 난 다음에 용액을 더 깨끗하게 걸러주기 위해 ehtyl acetate (50mlx2)를 이용 두 번 추출해낸다. 이때 분액깔때기에 층이 2개로 나눠지는데 우리가 필요한 것은 위층에 형성되는 알코올이다. 그다음 ehtyl acetate 용액을 증류수로 씻어주는데 그 이유는 증류수를 넣어줌으로써 무기물을 제거하기 위해서이다. 그 다음 무수 MgSO4를 이용해 용액 내에 남아 있을 수 있는 미량의 물을 제거해준다. 이러한 과정을 다 거친 후엔 ehtyl acetate를 날려버리고 알코올의 무게를 재서 수율을 구하면 될 것같다.

공학/기술| 2017.02.07| 3페이지| 1,000원| 조회(257)

화공, 화학공학실험, 환원, 카보닐

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에스테르화 반응 [결과] 평가C아쉬워요

실험제목 : 에스테르화 반응●실험방법1.100mL둥근 플라스크에 benzoic acid(6.1g)을 넣은 후 CH3OH (50mL)를 가한다.2.적절히 stirring을 시키면서 c-H2SO4(2mL)을 가한 후 reflux condenser을 장치 한다.3.oil bath를 사용하여 적어도 1시간 이상 replux시킨 후 메탄올을 제거하고 나서 용액을 식힌 후 물 30mL를 가하여 methylene chloride를 사용하여 세 번(20mLTIMES 3) 추출 한다.4.CH2Cl2 층을 포화 Na2CO3 수용액 (30ml)으로 세 번 씻어준 후 증류수로 다시두 번 더 씻고, 무수 Na2SO4 (혹은 MgSO4)로 건조한다.5.용매를 날려 보내고 내용물의 무게를 측정한다.●실험결과Q. 1) 화학반응식ester화 반응은 가장 기본적인 반응으로 그의 반응식은 다음과 같다.에스테르화 반응은 산촉매에 의한 반응이다. 이 반응은 강한 산이 없을 때 매우 천천히 진행되나, 아주 적은 양의 진한 황산이나 염산의 존재하에 산과 알코올이 환류되면 2~3시간안에 평형에 도달한다. 에스테르화반응의 수율은 또한 혼합물로부터 형성된 물을 제거함으로써 높일 수 있다.O OC_{ 6}H_{5 }COH+CH_{3 }OH REL EXARROW {H ^{+}} {} C_{ 6}H_{ 5}COH_{ 3} +H_{ 2}O+메커니즘 구조(1번그림)전개:2.6cm오른쪽benzoic acid: 0.3cm왼쪽Product (benzoic acid)(중간 것): 0.5cm왼쪽Product (Ester)(제일 위): 1.6cmQ. 2) R _{f}값benzoic``acid의`R _{f} 값= {0.3cm} over {2.6cm} =0.115Product(benzoicacid)의`R _{f} 값= {0.5cm} over {2.6cm} =0.192Product(Ester)`의R _{f} 값= {1.6cm} over {2.6cm} =0.615Q. 3) c-H2SO4 쓰는이유황산을 촉매로 사용하는데, 황산은 탈수제로, 물을 제거하며 에스테르화반응을 촉진시키는 역할도 하고 있다 ( RCOOH + R'OH RCOOR' + H2O 위 반응은 평형반응이므로 c-H2SO4이 생성되는 H2O를 제거해주는 역할을 하여 역반응이 일어나는 것을 최소화하고 정반응이 더 잘 일어나도록 해준다.)●논의 및 고찰이번 실험은 benzoic acid 와 에탄올을 이용해 에스테르를 제조해보는 실험이다.유기산을 산 촉매하에서 alcohol과 반응시키면 물과 R-COOR'와 같은 화합물을 생성하게 되는데 이 반응을 에스테르화 반응이라고 한다.이번 실험은 위험하기도 하고, 콘덴서가 잘 없어서 조교님이 임의로 실험을 해주셨다.실험 결과에서 사진에서 보면 1번과 2번은 실험시간에 전개시킨 것이고, 3번은 조교님께서 미리 전개시켜 놓은 것이다.실험을 할 때에 benzoic acid와 용매로 에탄올을 사용하지만 에탄올은 쉽게 증발되기 때문에 peak가 나타나지 않게 된다. 반응을 시킬 때는 100% 반응이 이루어지지 않기 때문에 Product에서 반응하지 않고 남아 있는 benzoic acid의 peak도 볼 수 있게 된다.여기서 benzoic acid의 peak를 보게 되면 출발물질의 benzoic acid의 peak와, 반응물질의 Product (benzoic acid)의 peak가 조금 다른 위치에 있는 것을 볼 수 있다. TLC판에서 이렇게 차이가 나는 것은 이 반응이 가역반응인 점을 생각해보면 조교님께서 미리 만들어 놓고, 실험시간까지 한 2~3시간정도 걸렸다고 하셨는데 그 시간사이에 정반응과 역반응을 오가면서 평형이 이루어졌기 때문에 실험시간에 찍은 benzoic acid의 peak가 미리 찍어놓은 benzoic acid의 peak가 차이가난 것 같다.

공학/기술| 2017.02.07| 3페이지| 1,500원| 조회(378)

화공, 화학공학실험, 에스테르화

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재결정[결과]

실험제목 : 재결정●실험방법1.CuSO _{4} `40g+80ml`증류수``(+CuSO _{4} `10g`추가로`더넣음).2.녹을 때까지(50~60도) 가온한 후 뷰흐너깔대기를 이용하여 감압여과 한다.3.여과하여 걸러진 용액을 가열하여 농축시킨다.(절반정도).4.농축된 용액을 적당히 식힌 후 찬물에서 냉각한다.5.냉각시킨 후 다시 여과하여 결정을 확인한다.●실험결과Q1.실험과정에서 진한 황산 몇 방울을 떨어뜨리는 이유는 무엇인가?CuSO4*5H2O 에서 5H2O를 CuSO4에서 떼어내는 (탈수시키는) 역할을하기 때문이다.온도가 높아서 용액을 식히면 결정이 바로 생기지 않고 앙금이 생기는데 이것을 막기 위해서 진한 황산을 넣는다.황산은 강산이어서 CuSO _{4}가 녹지않는 성질과 반응의 역반응을 진행시켜 결정을 석출시키는 역할을 한다.+재결정에서 용매를 적게 사용하는 이유는?재결정에서 용매를 최소한의 양만 사용하는 이유는 원래의 용매에 녹아있을 약간의 불순물을 제거하기 위해서다.Q2.다른 고체들을 재결정 시킬 때 사용되는 용매에 대하여 알아보자.가장 많이 사용되는 용매로는 물, 95% 에탄올, 메탄올, 석유에테르 등이 있다+재결정법에 사용되는 용매의 선택재결정법에 사용되는 용매는 다음 몇 가지 기준에 부합되어야 한다.① 용질과 불순물에 대한 온도계수(temperature coefficient)가 적합해야 한다. 즉 정제하고자 하는 물질은 이상적으로 뜨거운 용매 속에서는 완전히 녹고 반면에 차가운 용액에서는 가능한 불용성이어야 한다. (이래야 용질의 회수량이 많다. 불순물은 차가운 용매 속에서 녹지 않을 가능성이 있는데 이때는 여과해서 제거해야 한다.)② 마지막 단계에서 결정을 말리기가 쉽도록 용매의 끓는점이 낮아야 한다.③ 용질의 녹는점보다 용매의 끓는점이 낮은 것이 바람직하다.④ 용매는 정제하고자하는 물질과 화학적으로 반응하지 않아야 한다.Q3.두 고체가 혼합되어 있을 때 재결정에 의해 어떻게 분리하는지 알아본다.온도에 따른 용해도 차이 이용,고체 불순물이 섞여있는 고체 혼합물에서는 그 혼합물을 모두 고온의 용매에 녹인 후 온도를 급격하게 낮추면 온도에 따른 용해도 차이가 큰 물질은 대부분이 석출되지만 용해도차이가 적은 물질은 온도를 낮추어도 모두 녹아버린다.●논의 및 고찰재결정은 액체와 고체가 혼합되어 있는 경우 중, 액체에 고체 물질이 녹아 있는 경우에 주로 이용한다. 물질이 용해될 때 온도가 영향을 준다는 사실을 이용, 용해된 고체물질이 다시 석출되어 나올 수 있는 온도까지 낮추어 준 다음 이때 결정으로 석출된 물질을 거르는 방법을 통해 얻어내는 것 이다.

공학/기술| 2017.02.07| 2페이지| 1,000원| 조회(825)

재결정, 화공, 화학공학실험

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흡착 평형상수의 결정[결과]

실험제목: 흡착 평형상수의 결정●실험 목적-일정한 온도에서 용질농도의 함수로 수용액과 활성탄 표면 사이에서의 유기산의 평형함수를 결정한다.●이론- 흡착: 두 상의 경계면에서 그 상을 구성하고 있는 성분물질이 농축되는 현상주어진 물질의 표면적이 클수록 흡착이 많이 일어난다. 잘게 나누어지는 물질이 좋은 흡착제이고 그 예로 실리카겔과 활성탄이 있다.흡착이 고유하고 많은 열을 내보내면 그 과정을 화학흡착이라고 하고 비고유하고 흡착되는 물질의 증발열에 비하여 작은 양의 열만이 나온다면 이 과정은 물리흡착이다. 물리흡착은 결합력이 낮아 환경이 변하면 떨어진다. 농도나 온도가 변한다고해서 더 붙지 않으나 화학흡착은 더 붙거나 떨어지게 된다.고체 표면의 흡착력은 흡착된 물질의 양(혹은 몰수)과 흡착제의 단위질량당 흡착면적 측정으로 결정된다. 흡착제의 단위질량당 용액에서 흡착된 용질의 양은 포화점에 이를 때까지 용질의 전체 농도에 의존한다. 또한 농도가 일정할 때에는 온도가 증가하면 흡착되는 양은 감소한다.Langmuir 등온 흡착식: (x/w)= {N _{m} kc} over {(1+kc)} = {kc} over {(1+kc)}(x: 용액의 농도가 c인 용질이 평형상태에서 흡착제 wg에 의해 흡착된 용질의 몰수N _{m}: 흡착 방해물이 없을 때, 단분자막에 대한 포화값, mol/g, 온도와 무관k: 흡착 평형상수)위의 식에서 상수들을 결정하기 위하여 식을 선형으로 만들면{c} over {(x/w)} = {1} over {(N _{m} k)} + {c} over {N _{m}} = {1} over {K} + {c} over {N _{m}} ``````````````(K=N _{m} k)흡착이 Langmuir 등온 식에 따르기만 한다면 c에 대해 [{c} over {(x/w)}]을 도시하면 언제나 직선이 됨을 알 수 있다.●실제 행한 실험 방법(화이트보드에 적힌 실험 방법)1. 용액을 감압여과장치(아스피레이터)를 이용하여 여과해 찌꺼기를 제거해주고, 여과해주고 여과된 용액을 각각 삼각플라스크에 담아 흡착 전 농도를 표시해둔다.2. 여과한 용액을 삼각플라스크에 100ml 넣고 페놀프탈레인 3방울을 떨어뜨린다.3. 표정한 NaOH를 뷰렛에 넣고 3번 용액을 적정하면서 종말점을 찾는다.4. 2~3과정을 반복하여 적정한다.▶실행1. 여과해놓은 용액을 고무피펫휠러를 끼운 피펫으로 삼각플라크에 10ml를 넣고 페놀프탈레인용액 3방울을 넣었다.2. 뷰렛에 NaOH를 넣고 1번에 적정하였다.[1회 15.2ml] [2회 15.0ml] [3회 15.1ml]●실험 결과 및 분석용액A1조2조3조7.0ml1회7.0ml7.0ml7.1ml2회7.0ml6.8ml7.0ml3회7.1ml6.9ml7.0ml평균7.03ml6.9ml7.03ml용액B4조6조7조15.1ml1회14.9ml15.2ml15.2ml2회15.1ml15.0ml15.2ml3회15.0ml15.1ml15.2ml평균15.0ml15.1ml15.2ml용액C8조9조10조30.23ml1회30.1ml31.0ml31.3ml2회22.0ml31.2ml31.4ml3회31.7ml31.7ml31.7ml평균27.93ml31.30ml31.47mlQ1:각 용액 A B C를 적정한 NaOH의 부피 A는 7.0ml B는 15.1ml C는 30.23ml이다.반응식은 CH _{3} COOH`` -> `CH _{3} COO ^{-} `+`H ^{+}이므로 당량수가 1이다.따라서 N _{1} V _{1} =`N _{2} V _{2} 는 M _{1} V _{1} =M _{2} V _{2}와 같다.또한 활성탄에 흡착된 몰수(x)는 처음의 농도나 적정 후 농도는 같아야하지만,각 농도에 대해 차이가 난다. 따라서 그 차이 만큼이 활성탄에 흡착된 몰수이다.그리고 아래의 식을 이용하여 {c} over {(x/w)}를 구한다.{c} over {(x/w)} =( {1} over {N _{m} k} )+ {c} over {N _{m}} = {1} over {K} + {c} over {N _{m}}(w=흡착제의 양, x=활성탄에 흡착된 몰수, c=농도)사용한 활성탄의 양은 2gCH _{3} COOH``=17.485M0.087N 적정한 농도(C)와 흡착된 몰수(x), {c} over {(x/w)}1.흡착후 시료의 부피에 남아있는 CH3COOH 노르말 농도(1N=1M 당량수1)M _{1} V _{1} =M _{2} V _{2}cM TIMES 10ml=0.1M TIMES 7ml#THEREFORE cM`=0.072.흡착된``용질의``몰수(x)#17.485M TIMES 0.005L``-`0.01M`` TIMES 0.007L``#THEREFORE x image 0.0867mol##3.` {c} over {(x/w)} = {0.087N} over {0.0867mol/2g} `=2.01초산 0.175N 적정한 농도(C)와 흡착된 몰수(x), {c} over {(x/w)}1.흡착``후``시료의``부피에``남아있는``CH3COOH```농도`(1N=1M```당량수1)#cM TIMES 10ml=0.1M TIMES 15.1ml#THEREFORE cM`=0.151##2.흡착된``용질의``몰수(x)#17.485M TIMES 0.01L``-`0.01M`` TIMES 0.0151L#THEREFORE x=0.173##3.` {c} over {(x/w)} = {0.175N} over {0.173mol/2g} `=`2.02M _{1} V _{1} =M _{2} V _{2}초산 0.35N 적정한 농도(C)와 흡착된 몰수(x), {c} over {(x/w)}M _{1} V _{1} =M _{2} V _{2}1.흡착``후``시료의``부피에``남아있는``CH3COOH``농도`(1N=1M```당량수1)#cM TIMES 10ml=0.1M TIMES 30.23ml#THEREFORE cM`=0.3023##2.`흡착된``용질의``몰수`(x)#17.485M TIMES 0.02L``-`0.01M`` TIMES 0.03023L#THEREFORE x image 0.3195##3.` {c} over {(x/w)} = {0.35N} over {0.3195mol/2g} `=`2.19M _{1} V _{1} =M _{2} V _{2}로 흡착 후 CH _{3} COOH의 몰농도를 구했다이론값CH _{3} COOH농도CH _{3} COOH부피NaOH농도적정부피실험값CH _{3} COOH농도CH _{3} COOH부피NaOH농도적정부피0.087M10ml0.1M8.7ml0.01710ml0.1M7.0ml0.175M10ml0.1M17.5ml0.02410ml0.1M15.1ml0.35M10ml0.1M35.0ml0.047710ml0.1M30.23mlCH _{3} COOH농도CH _{3} COOH부피0.1N NaOH의 부피흡착후 몰농도M흡착된 몰수(x){c} over {(x/w)}0.087N5ml/1L7.0ml0.0170.08672.020.175N10ml/1L15.1ml0.0240.1732.0230.35N20ml/1L30.23ml0.04770.3472.017Q2:흡착 후 아세트산의 몰농도▲ ▲Q3:흡착된 아세트산의 몰수c[X축](N)xw(g)x/w{c} over {x/w}[Y축]0.0870.086720.043352.0070.1750.1730.08652.0230.350.3470.17352.017{c} over {(x/w)} = {1} over {(N _{m} k)} + {c} over {N _{m}} = {1} over {K} + {c} over {N _{m}} ``````````````(K=N _{m} k){c} over {x/w} =( {1} over {N _{m} k} )+ {c} over {N _{m}} = {1} over {K} + {c} over {N _{m}} 에서#기울기`=` {1} over {N _{m}} =0.0278`,`절편`=` {1} over {K} `= {1} over {N _{m} k} =`2.01#{1} over {k} =`2.01/0.0278`=`72.30`,역수`취해주면`k`=0.0278/2.01=0.0132#평형상수k`=`0.0132●논의 및 고찰이번 실험은 용질농도의 함수로 수용액과 활성탄 표면 사이에서의 유기산의 평형상수를 결정하는 실험이었다. 실험을 통해 k흡착 평형상수 값을 구하는 것이 목표였다.조교님께서 이미 여과해놓은 농도가 다른 3가지 용액 중 B용액을 적정했고 나머지 A,C용액은 다른 조들이 적정을 하였다. 여과된 용액을 바로 플라스크에 옮겨 담아 표준 NaOH용액으로 실험했다. 실험에서는 한번 실험을 하고나서 실험 도구들을 증류수로 깨끗이 씻고 물기를 제거하는 것도 중요하다고 생각한다.

공학/기술| 2017.02.07| 5페이지| 1,500원| 조회(652)

화공, 화학공학실험, 흡착, 평형상수

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