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일반화학실험9-고형연료

1.Title:고형연료2.Introduction:고형 연료를 만듦으로써 연료의 에너지 형성원리를 알아본다.3.Principle&Theory:겔(gel)졸(sol, 콜로이드 용액)이 젤리상으로 고화한 것을 말한다. 겔의 예로서는 굳은 우무나 젤라틴, 두부, 고약, 실리카겔 등이 있지만, 생물체나 토양의 어떤 부분도 겔로 생각된다.졸속에 분산하고 있는 콜로이드 입자사이에는 인력이 작용하고 있어 많은 졸은 구조적인 점성을 나타내지만 농도가 큰 것에 적당한 자극이 가해지면 입자가 서로 연결되어 3차원의 망상 또는 벌집과 같은 구조를 취하게 되어 분산계는 고체상의 겔로 바뀐다.반대로 겔의 구조가 파괴되어 졸로 되는 ‘딕소트로피’와 같은 현상도 있다. 졸과 겔의 경계는 반드시 명백한 것은 결코 아니다. 겔의 분산계는 고체상의 골조 틈 사이에 함유되어 있지만 이것이 밖에 나와 겔과 분산하는 현상을 ‘시네레시스라’ 한다.겔(gel) 크로세겔 +물 = 히드로겔(hydrogel)(수분제거) +물 이외의 액체 = 리오겔(lyogel)겔화(gelatioon)졸이 겔로 되는 현상을 말한다. 졸의 온도를 내리거나(예 : 한천용액을 식힌다), 졸에 다른 용매를 가하던가(예 : 에틸셀룰로스의 벤젠용액에 석유에테르를 가한다), 졸에 소금을 가하는 등 용액에 기계적 충동을 주는 것으로 일어난다.겔 화에 수반되는 물리적 성질의 변화로서는1) 그것이 일어난 점에서 냉각곡선이 꺾인 데가 생기고,2) 산란광의 강도가 급격히 증가하고,3) 기계적 성질, 특히 점성률, 탄성률이 증가하는 것 등을 들 수 있다.단 졸과 겔의 경계는 막연한 경우가 있고, 이러한 변화가 꼭 보인다고는 할 수 없다.콜로이드이들 물질(예컨대 단백질 등)은 일반 물질(예컨대 식염 등)에 비하여 확산이나 투석 속도가 느리고 결정화하기 어렵고 수용액은 젤리상이 되기 쉽다. 이런 물질을 ‘콜로이드’라고 한다.콜로이드 용액콜로이드 입자가 액체에 분산한 것을 콜로이드 용액이라고 한다. 졸과 같은 의미로 쓰이는 경우도 있다. 졸은 조건에 따라 젤리상으로 고화하여 겔로 변한다.분산매와의 친화성 차이에 의해서 친액 콜로이드와 소액 콜로이드로 나누어진다.특히, 분산매가 물의 경우는 친수성콜로이드(hydrophilic colloid)와 소수성콜로이드(hydrophobic colloid)로 나누어진다.친수성콜로이드(Hydrocolloid)는 분산매인 수용액 중의 이온을 흡착, 또는 입자표면에 존재하는 전리기의 해리에 의해서 대전하고, 이러한 전하에 의한 정전적 작용에 의해서 안정화되어 있다. 틴달현상(투과광의 방향과 다른 방향에서 관측했을 때, 빛의 통로가 산란광으로 인해 빛나 보이는 현상.)을 보이는 것이 콜로이드계의 하나의 특징이므로 이것에 의해서 콜로이드 용액과 보통의 용액을 구별할 수 있다.우유를 묽게 한 용액에 빛이 닿으면 콜로이드입자에 의해서 빛이 산란되기 때문에 빛의 통로가 밝게 보인다. 이것이 ‘틴달현상’이다. 그러나 물이나 설탕분자에서는 이러한 현상이 일어나지 않는다. 콜로이드 용액의 탁도는 입자의 크기가 빛의 파장과 같은 정도일 때 가장 커지며, 그것보다도 입자가 크거나 작더라도 탁도는 낮아진다. 또한 분자상으로 용해하고 있는 경우에는 무색이라도 콜로이드 용액이 되면 착색되는 경우가 많다. 황색의 염화제이철수용액을 끓는 물에 투입하면 적색의 수산화철 콜로이드 용액이 되는 것은 이것 때문이다.콜로이드 용액은 콜로이드차원의 입자의 분산계이므로 그 제법에는 분산법과 응집법이 있다. 분산법은 거대 입자나 집합체를 콜로이드상으로 하는 방법이다. 기계적 분산법으로서는 균질기, 콜로이드 밀 등을 쓰는 방법으로 고체 및 액체의 분산계를 얻기 위해서 식품공업이나 약품공업의 분야에서 잘 사용된다. 이 방법에 의한 분산계는 비교적 거칠고 다분산적인 것이 많다. 초음파 조사에 의한 분산법은 졸이나 에멀전의 제조에 잘 이용된다. 전기적 분산법은 분산시키고 싶은 금속을 전극으로 수중에서 전기불꽃을 날려 분산콜로이드 용액의 제조법응집한 입자를 세출 하는 방법이나 보호 콜로이드 등의 해교제를 첨가하여 분산시키는 방법도 있다. 이 방법은 응집한 소수 콜로이드를 해교할 때에 잘 이용된다. 응집법은 분자 콜로이드를 응집시켜 입자를 만들 때 입자의 성장을 적당히 제어하여 콜로이드를 얻는 방법이다. 화학반응을 이용하여 응집시키는 화학적 응집법과 용해도를 감소시키는 등의 방법에 의한 물리적 응집법이 있다. 물리적 응집법에서는 미세한 콜로이드차원의 입자를 얻기 위해서는 핵형성을 촉진시켜 핵성장을 억제하는 것이 필요하다겔화점분자화합물이 겔화하는 점. 다작용성의 축합중합에서는 중합반응이 진행됨에 따라 그물구조를 갖는 중합체 부분이 차츰 증가하여 간다. 겔화점은 이때의 반응계 전체가 하나의 그물구조를 가질 수 있게 되는 점이다. 따라서 이 점을 경계로 하여 반응계에서는 탄성이나 점성의 현저한 증가가 나타난다. 겔화점을 지나면 계전체가 하나의 3차원적 구조가 되기 때문에 용매에 대해서 불용성이 된다.불꽃반응금속 원소나 금속 원소를 포함한 화합물질을 겉불꽃(속불꽃보다 온도가 높고 불꽃색이 무색이라서 불꽃반응 시 색의 구별이 쉽다) 속에 넣었을 때 원소의 종류에 따라 특정한 고유의 불꽃색을 나타낸다. 이 방법은 실험하기가 쉽고, 화합물의 양이 적어도 그 속에 함유되어 있는 금속 원소의 종류를 쉽게 알아낼 수 있다.4.Apparatus&Theory:비커100mL, 스포이드, 라이터아세트산칼슘(Ca(CH _{3} COO) _{2})-분자량: 158.2g/mol-밀도: 1.50g/cm ^{3}-상태: 백색분말-특징: 물에는 잘 녹으나 알코올에는 잘 녹지않는다.흡습성이 크므로 보관시 유의한다.에탄올(C _{2} H _{5} OH)-분자량: 46.07g/mol-녹는점: 159.05K(-114.1CENTIGRADE ,-173.38FAHRENHEIT )-끓는점: 351.47K(78.32CENTIGRADE ,172.976FAHRENHEIT )-밀도: 0.789g/cm ^{3}-특징: 섭취시 위장에 자극을 주어 구토,설사 발생흡입시 중추신경계의 장애로 인한 구역질, 두통, 혼수상태 발생5.Procedure:물100mL+아세트산칼슘 용액 36g1)비커에 알코올 30mL를 준비한다.(100% 에틸 알코올, 또는 다른 알코올도 가능하지만 에틸알코올의 효과가 가장 좋다.)2)알코올이 담긴 비커에 스포이드를 이용해 아세트산칼슘(Ca(CH _{3} COO) _{2} 35g을 녹인다.*이 때 저으면 형성된 겔이 망가지므로 저어서는 안된다.6.Result:알코올 용액에 아세트산칼슘(Ca(CH _{3} COO) _{2} 용액을 넣자 불투명한 겔(gel)이 만들어졌다.7.Discussion&Felling:이번 실험은 고형연료를 만듦으로써 그 연료의 형성원리를 알아보는 실험이었다.알코올 용액에 아세트산칼슘(Ca(CH _{3} COO) _{2} 용액을 넣자 불투명한 겔(gel)이 만들어졌는데 이것이 ‘겔화(gelatioon)’이다.겔화(gelatioon)는 졸이 겔로 되는 현상을 말하며①졸의 온도를 내리거나(예 : 한천용액을 식힌다),②졸에 다른 용매를 가하던가(예 : 에틸셀룰로스의 벤젠용액에 석유에테르를 가한다),③졸에 소금을 가하는 등⇒용액에 기계적 충동을 주는 것으로 일어난다.겔 화에 수반되는 물리적 성질의 변화로서는

공학/기술| 2018.03.21| 4페이지| 3,000원| 조회(141)

일반화학실험, 고형연료, 겔gel

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일반화학실험7-촉매구리

1.Title:촉매구리2.Introduction:구리와 황의 반응에서 촉매 첨가 여부에 따른 반응속도를 비교함으로써촉매의 성질 및 특성에 대해 알아본다3.Principle&Theory:반응물이 생성물로 가기 위해서 분자들은 활성화 에너지 장벽을 넘을 수 있는 충분한 열에너지를 가져야 한다. 주어진 온도에서 분자들은 특정 에너지 분포를 보이는데, 모든 분자들의 평균 열에너지는 RT에 비레한다. 분자들 중에서도E _{a}이상의 에너지를 가지는 분자들의 분율은 활성화 에너지와 열에너지의 비(E _{a} /RT)에 지수적으로 의존하는 함수이다.k`=`Ae ^{-E _{a} /RT}여기서k는 속도상수이다. 여기서 A는 상수이며 반응물들이 얼마나 쉽게 생성물에 적합한 형태의 배열을 할 수 있는지에 의존하며, 뒤의 지수항은 활성화 에너지 장벽을 넘기에 충분한 열에너지를 가지는 분자의 분율을 의미한다.위 식에 의해 반응속도를 증가시키기 위한 두 가지 방향을 알 수 있다. 다른 조건이 같아면 (1)온도를 증가시키는 것 (2)활성화 에너지를 낮추는 것이다.(1)은 단순히 반응계의 온도를 증가시키면 가능하다.(2)은 촉매를 첨가함으로써 가능하다.촉매란 ‘열역학적으로 가능한 화학반응이 평형에 도달하는 속도를 증가시켜 주며, 그 자신은 변하지 않는 물질’을 말한다. 촉매의 주된 역할은 낮은 활성화 에너지를 갖는 새로운 경로를 만드는 것이다. 촉매는 반응이 더 낮은 활성화 에너지의 언덕을 넘도록 해 주기 때문에, 주어진 온도에서 유효 충돌의 분율이 훨씬 더 커지게 되어 반응 속도가 증가한다.반응촉매 종류수소화반응귀금속, 전이금속및 금속산화물탈수소화 반응귀금속, 전이금속 및 금속산화물탈수소환화반응귀금속 및 금속산화물탈수반응산성화합물수화반응산 및 산화물이성화반응산/염기/금속촉매분해반응산촉매수소화 분해금속담지 산촉매알킬화 반응산촉매중합반응산,염기,산성산화물Friedel Craft 형산화반응산화물암모산화복합산화물산화염소화금속염화물불균화 반응고체산한편, 촉매는 그 반응물과 촉매의 형상에 따라 불균일계, 균일계, 생촉매, 광 및 전기촉매로 구분되기도 한다.불균일계 촉매분자체의 합성과 촉매작용분자체는 반응물 분자가 통과하여 세공내에서 화학반응이 일어날 수 있는 A 단위의 작은 세공이 있는 고체물질이다. 분자체는 세공내 표면에 존재하는 촉매 활성점의 촉매작용과 함께 세공구조의 형상에 따라 반응물과 생성물이 세공을 통과하는 과정과 중간체 생성에 영향을 주어, 세공구조에 의한 형상 선택적 촉매작용을 보인다.금속촉매금속촉매에서 금속입자의 크기가 작아지면 촉매기능이 향상되는 경우도 있고, 담지된 금속 촉매에서는 지지체에 따라서 촉매 기능이 많이 달라진다. 금속을 지지체에 담지시켜 제조한 촉매에서는 최근에 발전된 표면 분석기술을 이용하여 금속의 표면구조와 산화상태에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.고체산 촉매물질의 상태에 관계없이 양성자를 내어줄 수 있거나 비공유 전자쌍을 받을 수 있는 성질을 산성이라 부르고, 양성자를 내어줄 수 있거나 비공유 전자쌍을 받을 수 있는 물질을 산이라 부른다. 양성자를 내줄 수 있는 산점(Acid Site)을 Bronsted 산점이라 부르고, 비공유 전자쌍을 받을 수 있는 산점을 Lewis 산점이라 부른다. 고체에도 동일한 개념을 적용하여 고체산을 정의한다. 산화물 표면에 수산기가 덮여있는 경우가 많은데, 이 수산기가 양성자를 내어줄 수 있으면 Bronsted 산성을 보인다. 고체표면에 노출된 원자주위에 전자가 채워져 있지 않아 비공유 전자쌍을 받을 수 있으면 Lewis 산점이 된다.귀금속촉매 및 대체촉매촉매의 활성성분으로 많이 사용되는 Pt, Rh, Pd 등은 매장량이 적은 금속이므로 값이 비싸고 양에도 제한이 있다. 따라서 이들과 촉매기능은 비슷하나, 값이 싸고 풍부하게 존재하는 물질로 제조될 수 있는 대체촉매에 대한 개발이 많이 진행되고 있다. 전이금속의 산화물, 탄화물,유화물, 질화물 등이 그 대표적인 예이다.균일계 촉매반응물과 같은 상이어야 하는 균일계 촉매는 액체나 기체상태로 반응에 참여한다. 액체에 잘 녹는 금속 착화물 등이 그 예이며, 비활성화 분자의 활성화(유기금속 화합물), 금속 Closter 화합물(MxCOy), 입체 선택성 촉매(광학이성체) 등이 있다.생촉매효소의 활성과 비교가 될 정도로 활성이 높으면서도 고온에 견디고, 고분자물질이나 의약품의 합성, 또는 공업용 화합물질의 합성에 사용할 수 있는 인공효소의 합성이 주요 예이다.광촉매빛을 흡수한 반도체가 산화-환원 반응을 촉진시키는 촉매반응이 있다.전기촉매촉매기능을 가진 전극은 빛을 쪼이지 않아도 전기화학 효과로 촉매작용을 보인다. 화학증착법(CVD)과 같은 반도체 제조기술, 얇은 산화 루테늄막을 입힌 촉매로 염소를 생산하는 공정 등이 예이다.촉매와 반응속도촉매는 화학반응에서 반응속도를 조절해 주는 물질이다. 반응속도를 빠르게 해 주는 촉매를 정촉매라 하며, 반응속도를 느리게 해 주는 촉매를 부촉매 또는 억제제라고 한다. 그러나 일반적으로 촉매라고 하는 것은 정촉매를 의미하는 경우가 많다. 촉매가 반응속도에 영향을 주는 이유는 활성화에너지로 설명된다. 물질들이 반응을 일으키기 위해서는 충분한 에너지를 가지고 있어야 하는데, 이때 필요한 최소한의 에너지를 활성화에너지라고 한다. 정촉매는 이러한 활성화에너지를 낮추어 정반응, 역반응 모두의 속도를 빠르게 하고, 부촉매는 활성화에너지를 높여 정반응, 역반응 모두의 속도를 느리게 하는 것이다. 이때 반응열은 달라지지 않는다.촉매와 중간생성물반응메커니즘(화학반응의 단계적 과정)에서 반응의 전과 후에 원래의 상태를 회복하는 것을 촉매라고 한다. 그러나 원래의 상태를 회복하지 않고 반응의 중간에 생겼다가 사라지면 이것은 중간생성물이다. 이 중간생성물도 촉매처럼 반응을 빠르게 하거나 느리게 하는 역할을 한다.촉매반응촉매반응은 수용액 중의 산 촉매와 같이 반응물질과 촉매가 균일한 상(相)에 있는 균일계 촉매와 수용액은 기체 또는 액체이나 촉매가 고체인 것처럼 서로 다른 상에서 작용하는 불균일계 촉매가 있다. 흔히 실험실에서 과산화수소(H2O2)를 분해시킬 때 이산화망가니즈나 감자 조각을 넣으면 반응속도가 매우 빨라지는데, 이것은 이산화망가니즈나 감자조각이 정촉매 역할 및 불균일계 촉매로 사용된 것이다. 특히 생물체 내에서 일어나는 촉매를 효소라고 부르기도 하며 효소의 주성분은 단백질로 열이나 산·염기에 의해 변성이 일어나 촉매의 역할을 하지 못할 때가 있다.4.Apparatus&Theory:눈금실린더, 비커, 유리막대, 화학저울, 가열기, 구라, 황산구리, 황구리촉매(Cu):촉매로 이용되는 구리분자량:63.546g/mol녹는점:1357.77K끓는점:2835K황(S)분자량:32.604g/mol끓는점:717.8K녹는점:388.365K밀도:(알파)2.08g BULLET cm ^{-3}(베타)1.96g BULLET cm ^{-3}(감마)1.92g BULLET cm ^{-3}열용량:(25 DEG C):22.75J/(mol BULLET K)황산구리(CuSO _{4})분자량:159.61g/mol밀도:2.286g/mol5.Procedure:1)황산구리용액 200mL를 끓인다.2)황산구리 용액이 끓으면 비커에 황가루(3.2g) 와 촉매구리(6.4g)를 넣는다.3)반응이 되는 것을 관찰한다.6.Result끓고있는 황산구리용액에 황가루와 촉매구리를 넣은후 반응물의 색이 검은색이 되고 끓으면서 위로 솟구쳤다.7.Discussion&Felling:k`=`Ae ^{-E _{a} /RT}식을 통해서 다른 조건이 같아면 (1)온도를 증가시키는 것 (2)활성화 에너지를 낮추는 것 이 두가지 방법을 통해 반응 속도를 빠르게 할 수 있다.이번 실험은 반응을 일으키는데에 필요한 최소한 에너지인 활성화에너지가 촉매에 따라 어떻게 변하는지 알아보는 실험이다.촉매가 반응 속도에 미치는 영향을 알아보려면 활성화 에너지

공학/기술| 2018.03.21| 5페이지| 3,000원| 조회(111)

일반화학실험, 촉매, 촉매구리

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일반화학실험4-알코올의 증류

1.Title:알코올의 증류2.Introduction:불순물을 포함한 알코올을 증류하여 순수하게 분리한다3.Principle&Theory:이 실험을 하기 전에 알코올에 대해 알아보자.알코올은 은 하이드록시기(-OH)가 탄소 원자에 결합된 유기 화합물을 말한다. 가장 중요한 알코올 형태인 단순 사슬형 알코올의 구조식은C _{n} H _{2n+1} OH 꼴이다. 그 중 술의 주요 성분인 에탄올(C2H5OH)은 알코올을 대표하며, 일반적으로 알코올은 에탄올이나 에탄올이 포함된 음료인 술을 지칭하기도 한다.알코올의 용도:알코올은 용매나 연료로 쓰인다. 에탄올은 독성이 낮으며 물질을 녹이는 성질이 뛰어나기 때문에 약품이나 향수 등의 용매로 쓰인다. 에탄올은 술의 주요 성분이기도 하다. 또 소독 용도로도 사용된다.알코올의 성질:알코올의 분자는 하이드록시기 때문에 극성을 띤다. 알코올의 하이드록시기는 물에 잘 녹게 해 주지만, 탄소 원자로 이루어진 사슬은 물 분자를 거부한다. 따라서 메탄올·에탄올·프로판올 같은 작은 분자는 하이드록시기가 우세해서 물에 잘 용해되지만 더 큰 분자는 탄소 사슬이 우세하기 때문에 녹는 양이 적거나 녹지 않는다.알코올 분자들 사이에는 수소 결합이 형성될 수 있기 때문에 비슷한 분자량의 탄화수소에 비해 끓는점이 높다. 하이드록시기 때문에 알코올은 물과 마찬가지로 산으로도 염기로도 작용할 수 있는 양쪽성 물질이다.알코올의 반응①알칼리 금속과 반응하여 수소 기체를 발생한다.2Na+2ROH` -> 2RONa+H _{2} uparrow ②1차 알코올이 산화되면 알데히드를 거쳐 카르복시산이 된다.RCH _{2} OH` -> RCHO -> RCOOH③2차 알코올이 산화되면 케톤이 된다(케톤과 삼차 알코올은 산화되지 않는다)RCH(OR)R` prime -> RCOR` prime ④카르복시산과 반응하여 에스테르를 생성한다(에스테르화 반응)RCOOH+HOR` prime -> RCOOR` prime +H _{2} O끓는점: 액체의 증기압이 액체 위의 외부 압력과 같의 대기압)끓고 있는 액체는 온도가 변하지 않고 일정온도를 유지하는데 이는 흡수된 열이 모두 액체 분자 간의 인력을 끊고 기체로 상태변화가 일어나는 데에 쓰이기 때문이다.액체의 끓는 점을 이야기 할 때는 압력을 같이 말해야 한다. 압력에 대한 언급 없이 끓는 점을 말한다면 이것은 표준압력에서 ‘정상끓는점’을 뜻한다.(대기압 1기압(atm)하에서 액체의 끓는 온도를 그 액체의 ‘정상끓는점’ 또는 기준끓는점이라 하지만 보통은 외부압력 1기압에서의 끓는 온도를 끓는점으로 한다.)이번 실험에서 알코올을 순수하게 분리하기 위해서 알코올을 증류시킬 것이다. 그전에 증류에 대해 알아보자.어떤 용질이 녹아 있는 용액을 가열하여 얻고자 하는 액체의 끓는점에 도달하면 기체상태의 물질이 생긴다. 이를 다시 냉각시켜 액체상태로 만들고 이를 모으면 순수한 액체를 얻어낼 수 있는데, 이러한 과정을 증류라 한다. 두 혼합물의 화학 반응 없이 물리적인 분리가 이루어지는 경우를 말한다증류장치증류를 위해서는 위의 그림과 같은 실험장치가 필요하다. 둥근바닥플라스크에 얻고자 하는 액체가 담긴 용액을 넣고 알코올램프로 가열한다. ①끓는점에 도달하면 액체는 기화되고, 플라스크 내에 기체가 많아지면서 ②기화된 물질은 이동하여 리비히냉각기 속의 관을 지나게 된다. 이때 리비히냉각기 안에는 지속적으로 차갑게 흐르는 물을 공급한다. ③가열되어 몹시 뜨거운 상태의 기체는 리비히냉각기 속의 관을 이동하면서 유리관 벽을 사이에 두고 흐르는 물과 만나게 된다. ④기체는 갑자기 온도가 떨어지게 되고 따라서 다시 액화가 일어난다. 액체는 관을 통과해 오른쪽에 놓여 있는 삼각플라스크 안으로 들어가게 된다.한 가지 주의해야 할 사항은 리비히냉각기에 물을 넣는 방향이다. 위쪽에서 물을 넣어 아래로 흐르게 하면 물은 냉각기를 꽉 채우기도 전에 이미 아래쪽으로 다 흘러내려가게 된다. 따라서 기체를 효과적으로 냉각시키지 못한다. 반대로, 아래쪽에서 위쪽으로 물이 흐르게 하면 아래쪽부터 물이 채워지기 시작해 위쪽까지 물이 꽉 차열하면 100℃가 조금 넘는 온도에서 물이 끓기 시작한다. 소금은 무려 800℃ 근처에서 녹고, 기화되려면 그보다 훨씬 높은 온도가 필요하기 때문에 100℃ 근처에서는 기화될 염려가 없다. 물은 기화하여 수증기가 되고 리비히냉각기 안의 유리관을 지나게 된다. 그러나 주변에 차가운 물이 흐르고 있기 때문에 금방 다시 액화되어 물이 된다. 삼각플라스크가 리비히냉각기보다 낮은 위치에 있기 때문에 물은 자연스럽게 아래쪽에 있는 삼각플라스크로 흘러 들어가게 되고, 바닷물로부터 순수한 물을 얻게 된다. 우리가 흔히 말하는 증류수는 바로 이러한 증류방법을 이용해 얻은 순수한 물을 말한다.원유를 끓는점의 차를 이용한 분별 증류에 의하여 아래와 같이 석유 가스, 휘발유(가솔린), 등유, 경유, 중유, 아스팔트로 나누어지며취급이 간편하고 경제성이 뛰어나 전세계에서 널리 이용되고 있다.① 석유 가스 : 석유 분해에서 30℃이하에서 생기는 프로판 가스와 부탄 가스를 주성분으로 하고 석유 분해 과정에서는 프로펜과 부텐도 포함된다. 실온에서 기체이나 가압, 냉각으로 쉽게 액체로 되는 석유계와 천연 가스계의 이러한 탄화수소는 쉽게 액화되므로 LPG라고도 한다. 가정용, 공업용, 내연 기관, 화학 공업, 도시 가스의 원료등 넓게 쓰인다.② 휘발유 : 약 30∼200℃로 증류할 때 얻어진다. 가솔린이라고도 하며 비행기, 자동차, 내연기관의 연료로 중요하며 원유의 분별 증류에서 얻은 가솔린은 원유의 20∼30%밖에 되지 않는다.③ 등유 : 175∼300℃로 증류할 때 얻어진다. 난로 등 가정용 연료로 쓰이며 흔히 석유라고도 한다.④ 경유 : 약 200∼350℃로 증류하여 얻는다. 가정의 난방용, 버너용, 자동차 등의 디이젤 엔진에 이용된다.⑤ 중유 : 원유의 분별 증류 과정에서 경유까지 증류된 나머지 잔유물을 감압 증류해서 얻는다. 탄소수 18∼40인 혼합 탄화수소 들이다. 이 과정에서 윤활유, 파라핀, 아스팔트도 제조한다. 중유는 내연 기관, 보일러, 공업 등의 연료로 이용한다.(1) 원유온도가 낮아지므로, 끓는점이 높은 물질은 증류탑 아래에서, 끓는점이 낮은 물질은 증류탑 위까지 올라가 분리된다.원유의 분별 증류에서 나오는 물질 들1) 석유가스 : 끓는점 25℃, 가정용 연료(프로판, 부탄 가스,LPG가 주 성분이다.)2) 가솔린 : 끓는점 40~75℃, 자동차 연료(공업용 휘발유,일반 휘발류[가솔린] 등)3) 나프타 : 끓는점 75~150℃, 화학 약품의 원료4) 등유 : 끓는점 150~240℃, 비행기의 연료5) 경유 : 끓는점 220~250℃, 디젤 엔진의 연료6) 중유 : 끓는점 350℃, 배의 연료7) 찌꺼기 : 아스팔트, 피치7) 찌꺼기: 아스팔트, 피치증류의 종류에는 ‘단순 증류’ ‘분별 증류’ ‘감압 증류’ ‘증기 증류’ 가 있다.①단순 증류: 끓는점의 차이가 큰 액체 혼합물을 분리하는 가장 간단한 증류방법기화된 기체를 냉각기에서 액화시켜 분리하는 방법이다.②분별 증류: 작은 유리알을 채운 플라스크 위에 장치한 분별증류관의 높이에 따른 온도 변 화를 이용하여 혼합물의 기화와 액화가 반복되어 함으로써 분리의 효율을 높 인 증류 방법으로 정유공장에서 많이 쓴다.③감압 증류: 끓는점이 비교적 높은 액체 혼합물을 분리하기 위하여 액체에 작용하는 압력 을 감소시켜 증류속도를 빠르게 하는 방법이다.④증기 증류: 뜨거운 수증기를 플라스크에 불어 넣어서 수증기와 함께 기화된 액체 성분을 분리하는 증류방법이다.이 실험에서는 단순 종류의 원리를 이해하기 위해서 비휘발성 불순물이 포함된 에탄올 용액을 증류 방법으로 정제한다.4.Apparatus&Theory삼각플라스크, 피펫, 시험관, 가열기, 글램프, 온도계, 얼음, 드로퍼, 고무관분자식:C _{2} H _{5} OH분자량 46.07 mol녹는점:-114.5 CENTIGRADE 끓는점:78.3 CENTIGRADE #5.Procedure1) 250mL가지가 달린 삼각 플라스크에 10mL의 고체를 포함한 불순한 에탄올을 넣는다.2) 온도계와 피펫을 이용한 공기 냉각기를 그림과 같이 장치한다. 책화가 t1)증류 과정에서 관찰한 사항을 기록한다.삼각플라스크 안의 알코올이 모두 기화한 후에도 바닥에 색소가 남음물속에 넣어 두었던 시험관에 기화되었던 알코올이 차가운 물에 의해 액화삼각 플라스크의 온도가 31도 근처에서 온도가 서서히 증가하면서 알코올이 나오기 시작하더니 71도 정도의 온도에서 빠르게 모이기 시작한 후 75도 에서 머무른 후 최대 77도 까지 올라가고 에탄올이 모두 증발 할 때 까지 온도 변화가 거의 없다.2)증류에서 얻은 액체의 양을 기록하고, 액체의 색깔을 순수한 알콜과 비교한다.*처음 알코올 10mL를 받았을 때 알코올의 양=7.78g삼각플라스크의 무게: 140.36g알코올 10mL를 넣은 후 무게: 148.14g*순수한 에탄올만 수집한 수 에탄올의 질량=5.36g삼각플라스크의 무게: 140.36g에탄올을 넣고 난 후의 무게: 153.5g증류해서 얻은 에탄올의 색깔은 투명 해 졌다. 불순물의 끓는 점이 에탄올 보다 더 높았기 때문에 삼각플라스크의 바닥에 불순물만 남아있는 것이다.7.Discussion&Felling이번 실험은 불순물이 포함된 알코올을 단순증류를 통해 분리하는 실험이다.이론은 다음과 같다.순수한 액체는 가열시 액체의 온도, 증기압이 모두 증가한다. 압력에 따라서 끓는 점이 변하며, 모두 기화할때까지 액체의 온도가 일정하게 유지된다.두가지 이상의 액체 혼합물의 경우, 끓는 현상 이후에도 온도가 계속 증가한다. X축과 평행한 일정한 선이 생기는 경우 물질의 끓는점을 구별 가능하다. 용액과 평형을 이루는 기체에는 휘발성이 큰 성분이 액체에서 보다 더 많이 들어있다. 끓는 점이 높은 B성분을 더 많이 포함하고있는 용액을 끓여서 기화시키면 끓는점에서 기체의 조성은 수평선 M이 위쪽곡선과 만나는 점에 해당하는 XG가 되어서 끓는 점이 낮은 A성분이 액체에서 보다 더 많아지게 된다. 따라서 용액으로부터 기화된 기체를 모아서 다시 액화시키면 처음의 액체보다 휘발성이 큰 성분이 더 많이 들어있는 혼합물이 얻어진다.실험결과 온도가 31도 근처에서 없다.

공학/기술| 2018.03.21| 8페이지| 3,000원| 조회(420)

일반화학실험, 알코올, 알코올의 증류

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일반화학실험2-몰질량측정

1.Title:몰질량 측정2.Introduction:이상기체 상대방정식을 이용해서 쉽게 증발하는 기체의 몰질량을 측정한다.3.Principle&Theory이번 실험에서는 “몰 질량”을 구하는 실험을 할 것이다. 기체에 대한 실험을 하기 위해서는 기초적인 이론부터 알아야 한다고 생각한다.기본적인 화학 법칙①질량 보존의 법칙(law of conservation of mass)-화학 반응에서 질량은 창조되지도 소멸하지도 않는다②일정 성분비의 법칙(law of difinite proportion)-주어진 화합물에서 원소들의 질량비는 항상 정확히 같다③배수 비례의 법칙(law ogf multiple proportion)- 원소 A와 B가 화합하여 두 가지 이상의 화합물을 만들 때 A의 일정량과 화합하는 B의 질량 사이에는 간단한 정수비가 성립한다.우리가 관심을 갖는 어떤 우주의 특별한 일부분을 “계(system)이라고 하며 계를 제외한 우주의 나머지를 주의(surroundings)라고한다열린계-계의 주위를 통해 질량과 에너지를 교환할 수 있다.계 닫힌계-주위와 질량은 교환할 수 있지만 에너지는 교환할 수 없다.고립계-주위를 통해 에너지, 질량 모두 교환할 수 없다.계를 완전히 정의하기 위해서는 계의 상태를 한꺼번에 설명할 수 있는 실험적 변수(압력, 부피, 온도) 및 조성을 이해할 필요가 있다.보일의법칙-기체의 부피와 압력용기 속에 넣어 둔 기체 분자는 모든 방향으로 활발한 운동을 하고 있기 때문에 용기벽에 충돌하여 힘을 주는데, 이처럼 충돌에 의하여 용기벽의 단위 넓이에 작용하는 힘을 그 기체의 압력이라고 한다. 외부에서 힘을 가해 기체의 부피를 감소시키면, 기체의 밀도가 증가하여 충돌횟수도 증가하므로 기체의 압력은 증가한다. 반대로 부피가 늘어나면 압력은 감소한다. 보일은 실험에서 일정한 온도에서 일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례한다는 사실을 발견했다PV=C(일정한 온도와 일정량의 기체에대하여)샤를의 법칙-기체의 온도와 부피온도와 기체의 부피에 관한 법칙으로 기체팽창의 법칙이라고도 하며, 일정한 압력에서 기체의 부피는 그 종류와는 관계없이 절대온도(T)에 정비례한다는 법칙이다. 즉, 압력이 일정할 때 기체의 부피는 종류에 관계없이 온도가 1℃ 올라갈 때마다 0℃일 때 부피의 1/273 씩 증가한다는 것이다. 일정한 압력일 때 기체 분자의 운동은 온도가 높아짐에 따라 활발해져서 용기의 벽에 충돌하는 횟수가 증가하므로 부피가 커지게 된다.0℃일 때의 부피를 V0라고 하면 그래프의 기울기는 이다. 즉, 기체의 온도가 1℃ 증가할 때마다 부피는 씩 증가하므로 t℃일 때의 부피는 다음과 같다V=V _{0} (1+ {1} over {273} t)#여기서 0℃를 절대 온도로 T0으로 나타내고 t℃를 절대 온도 T로 나타내면 위 식은 다음과 같이 쓸 수 있다.V=V _{0} (1+ {1} over {273} t)=V _{0} ( {273+`t} over {273} )= {V _{0} T} over {T _{0}}이것을 샤를의 법칙이라고 한다.아보가드로의 법칙-부피와 입자수아보가드로는 0℃, 1기압에서 여러 가지 기체의 1 mol(몰) 당 부피를 측정한 결과 기체의 종류와 무관하게 몰부피가 매우 비슷함을 알아냈다. 이러한 결과로부터, '같은 온도와 압력 하에서 기체의 종류에 관계없이 같은 부피 속에는 같은 수의 분자가 들어 있다'는 아보가드로의 가설을 발표하였다. 모든 기체의 1 mol은 똑같은 수의 분자를 포함한다는 것이다. 즉, 기체 분자들은 화학적, 물리적 특성과는 무관하게 같은 온도와 압력에서 기체 시료가 차지하는 부피는 기체의 mol수(분자 수)에 비례한다. 분자의 mol수(분자 수)를 2배하면 부피도 2배가 된다는 것이다V=an#(V=기체의 부피,n=몰 수,a는 비례상수)보일의 법칙, 샤를의 법칙, 아보가드로의 법칙은 기체의 부피가 압력, 온도, 몰수에 어떻게 의존하는가를 나타내며, 다음과 같이 조합될 수 있다.V=R( {Tn} over {P} )#여기서 R은 비례상수이며, 기체의 종류에 따르지 않는 보통 상수. 그 값은R=8.3144JK ^{ -1}mol ^{ -1}. 기체 상수를 아보가드로수로 나눈 것은 기체분자 1개당의 기체 상수로서, 볼츠만 상수가 된다.이 방정식을 이상 기체 법칙(ideal gas lwd)라는 친숙한 형태로 정리할 수 있다.PV=nRT#이상 기체의 법칙은 기체에 대한 상태 방정식(equation of state)이며, 여기서상태란 주어진 시간에서의 기체의 조건이다. 기체의 상태(state)는 압력, 부피, 온도, 몰수로 설명된다. 이 성질들 중 어느 세 가지만 알면 기체의 상태를 정의할 수 있다. 왜냐하면 네 번째 성질은 이상 기체 법칙의 방정식으로 결정할 수 있기 때문이다. 이 방정식을 따르는 기체를 이상적(ideally)으로 거동한다고 말한다. 실제 기체는 낮은 압력과 높은 온도 조건에서 이상 기체 방정식에 가장 근접하다. 따라서 이상 기체는 가상정 물질이다. 그러나 대부분의 기체는 1atm 이하에서 이상기체와 아주 근소한 차이만을 보여주기 때문에 이상 기체 방정식을 따른다.이상 기체 법칙의 가장 중요한 용도 중의 하나는 측정된 기체의 밀도로부터 몰질량(분자량)을 게산하는 것이다. 기체의 밀도와 몰질량 사이의 관계를 알아보기 위해 기체의 몰수n을 다음과 같이 표현할 수 있다.n= {기체`그램수} over {몰질량} = {기체질량} over {몰질량} = {w} over {eqalign{M#}} 이것을 이상 기체 방정식에 대입하면P= {nRT} over {V} =n {RT} over {V} = {w} over {M} {RT} over {V}이다. 이것을 정리면M= {wRT} over {PV} 이다이번 실험에서는M= {wRT} over {PV}식을 이용해서 몰질량을 측정한다w=기체의 질량 R=기체상수 T=절대온도 P=압력 V=부피이다기체의 질량은 처음 플라스크의 무게와 끓이고 식힌 플라스크의 무게의 차이로 구하면 된다절대온도 T는 물이 끓는 온도에다가+273.15를 해주면 된다압력은 대기압에서 실험을 하기 때문에 1atm이다부피는 눈금실린더를 이용해 플라스크의 부피를 잰다.이 실험에서 액체 시료로 끓는점이 너무 높지 않고, 냄새와 독성이 강하지 않은 것이 좋다. 또한 기화하지 않는 불순물이 녹아있으면 무게 측정시 더욱 큰 값으로 나오게 되어 계산시 실제값보다 더 큰 몰질량이 나오기 때문에 그점도 유의해야한다.그 예로는 메탄올(CH3OH),분자량32,끓는점65°C, 에탄올(C2H5OH), 분자량46, 끓는점78°C,프로판올(C3H7OH), 분자량60, 끓는점97°C이 있다.4.Apparatus&Theory피펫-정확한 양의 액체를 취해 다른 용기에 옮기는데 사용한다둥근플라스크, 알루미늄 박, 온도게, 화학저글, 눈금실린더, 가열기, 바늘5.Procedure1)깨끗하게 씻어서 말린 100mlL 둥근 플라스크에 알루미늄박으로 두껑을 만들어 씌우고, 바늘로 작은 구멍을 뚫는다. 구멍의 크기는 작을수록 좋다2)뚜껑을 덮은 플라스크의 무게를 화학저울을 사용해서 정확하게 측정한다.3)플라스크에 약 3mL의 액체 시료를 넣고 뚜껑을 다시 막고 스탠드에 고정시킨다.4)500 mL 비커에 물을 절반 정도 채우고 끓을 때까지 가열한다.5)플라스크를 비커의 바닥에 닿지 않을 정도로 물 속에 깊이 넣는다.6)끓는 물의 온도와 대기압을 측정하고, 플라스크 속에 액체가 모두 기화할 때까지 기다린다. 플라스크를 비커에서 꺼내면 안 된다.7)플라스크의 액체가 모두 기화되면 플라스크를 꺼내어 식힌다8)플라스크 바깥에 묻은 물은 닦아낸다9)완전히 말린 플라스크와 뚜껑의 무게를 다시 측정한다10)플라스크를 깨끗하게 씻은 후에 플라스크에 물을 가득 채워 눈금실린더를 이용해 플라스크 부피를 측정한다.6.Result실험 결과 처음 플라스크와 알루미늄 뚜껑의 무게 57.44g, 냉각시킨 플라스크와 뚜껑의 무게 57.73g 끓는 물의 온도 99°C 대기압 1atm 플라스크부피 140mL가 나왔다.7.Discussion&Felling이상기체 방정식에서 식을 유도해서 몰질량을 구하는 공식M= {wRT} over {PV}을 구했다.이번 실험에서는 에탄올의 몰질량을 구하기 위해 실험을 했다. 실험 값으로 처음 플라스크와 알루미늄 뚜껑의 무게 57.44g, 냉각시킨 플라스크와 뚜껑의 무게 57.73g 끓는 물의 온도 99°C 대기압 1atm 플라스크부피 140mL가 나왔다.w는기체의 질량이기 때문에 냉각시킨 플라스크와 뚜껑의 무게에서 음 플라스크와 알루미늄 뚜껑의 무게의 차이로 구할 수 있다.(w=57.73-57.44=0.29g)기체 상수 R=8.3144JK ^{ -1}mol ^{ -1}을 대입해도 디지만단위를 맞춰주기 위해서R=0.08206L·atm/K·mol=82.06ml·atm/K·molT는 절대온도이기 때문에 우리가 온도계로 측정한 온도계의 값에 +273.15°C하면 구할 수있다.(T=99°C+273.15°C=372.15°C)압력은 대기압에서 실험을 하였기 때문에 1atm이다.부피는 눈금실린더를 이용해서 잰140ml 이다M= {wRT} over {PV}대입하면M=0.29g TIMES 82.06 {ml BULLET atm} over {K BULLET mol} TIMES 372.15K TIMES {1} over {1atm} TIMES {1} over {140mL}

공학/기술| 2018.03.21| 5페이지| 3,000원| 조회(194)

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일반화학실험1-유리세공

1.Title:유리세공2.Introduction:화학실험을 하다보면 여러 가지 실험 장치를 꾸며야 하는 경우가 생긴다. 화학 약품들 중 많은 종류가 유독성을 띠고 있기 때문에 이러한 약품에 잘 반응하지 않는 유리를 사용한다. 따라서 유리를 가공하는 것은 실험 장치를 꾸미는데 필수적으로 필요한 과정이다. 이 실험을 통해 유리의 특성 및 성질을 이해하고 유리를 직접 가공하여 봄으로써 화학실험 장치를 꾸미는데 있어서 도움을 주기 위해서이다.3.Principle&Theory:?유리의구조유리는 예전부터 고체인가 액체인가하는 논란이 있다. 그러나 많은 경우 이는 (고체=결정)이라는 오래된 개념에 의한 혼돈이며, 현대의 관점에서 유리는 “비결정질고체”이다*비결정질고체: 원자들의 위치에 장거리 질서가 존재하지 않는 고체를 뜻하며 액체와 고체의 중간적인 형태를 띠고 있다?원료:유리에는 여러 종류가 있으나, 대표적인 유리의 기준으로 할 때 유리의 주성분은 이산화규소(=실리카)이며 그 성분에 따라 매우 다양한 특성을 나타낸다. 붕사·석회석·탄산나트륨 등을 가하여 녹기 쉽도록 하여, 강도나 내약품성을 높이기 위해 산화알루미늄·탄산바륨·탄산칼륨을 가하기도 하며 굴절률을 높이기 위해 산화납 등을 가하기도 한다.유리 이산화규소+붕사·석회석·탄산나트륨 녹기쉽게만듬이산화규소+산화알루미늄·탄산바륨·탄산칼륨 강도·내약품성 높여줌이산화규소+산화납 굴절률 높여줌?유리의 성질1)열적 성질: 열팽창은 유리의 이용면에서 중요시한다. 특히 금속을 봉입하는 전구나 전자관 등에, 봉입금속에 적합한 열팽창률을 가지는 유리 조성의 선정은 크게 문제시 된다. 유리의 내열성이라고 하면 고온하에서 연화하거나 변형하지 않는 성질 외에, 온도의 급변, 즉 열충격에 견딜 수 있는 성질을 의미한다. 고온하에서 연화하지 않고, 온도가 급변하여도 파괴되지 않는 유리를 내열성이 좋다고 한다. 열팽창은 석영유리가 가장 작으며, 알카리 함유량이 많은 소다석회유리는 크다.2)전기적 성질: 일반적으로 유리는 상온에서 전기의 절연체로 취급되나 나트륨(소다)이 많은 유리는 전기전도성을 띠게 된다. 나트륨 등 알칼리 함류량이 많을 때 전기전도성을 띠게 되는 것은 유리 내부의 나트륨이온이 전기장 작용하에서 전하를 운반하기 때문이며, 온도가 상승함에 따라 전기저항은 감소한다. 따라서 유리에 높은 전기적 절연성을 띠게 하려면 나트륨을 포함하지 않도록 해야한다. 유리 표면에서의 전기전도는 표면에 붙어 있는 수분과 관계있기 때문에 이것이 표면 누설을 일으키기 쉬우므로 실욜상 주의를 해야한다.⑷ 화학적 성질: 유리는 화학적으로 매우 안정한 재료라고 생각되고 있으나 실제로는 물·산·알칼리 및 대기 중의 수분·이산화탄소 등으로 인하여 다소 침식작용을 받는다.⑸ 광학적 성질: 보통의 판유리·병유리의 굴절률은 약 1.5이다. 굴절률은 분산율과 함께 광학유리에서 매우 중요시되며, 붕산염·인산염·게르마늄염 등의 유리 및 여기에 플루오르나 희원소를 가한 유리, 또 플루오르화물유리 등 고굴절저분산·저굴절고분산·저굴절저분산의 유리가 개발되어 굴절률과 분산율의 범위는 더욱 넓어졌다. 투광성을 좋게 한다는 것은 유리의 최대 특징이다.⑹ 고온에서의 성질:유리를 가열하면, 점차 점성이 감소해서 액체상태로 이행된다. 이때 각 유리 특유의 온도범위에서 점성이 급격히 감소하여 액체의 성질을 가지게 되는 범위를 유리의 “전이온도역“이라고 한다.?제조과정1)탱크요: 유리를 녹이는 요(=가마)는 유리가 녹는 고온에도 견디고, 유리에 의해 침식되지 않는 벽돌을 내장재로 사용한다. 이 벽돌은 산화알루미늄과 산화규소를 주성분으로하여 만든 것인데, 유리 속에도 같은 성분이 들어 있으므로 오래 사용하면 벽돌 속의 성분이 유리에 녹아 들어가기 때문에 가끔 탱크 요를 식히고 벽돌을 바꾸어 넣는다.2)청징제: 탱크 도가니 속에서 녹은 원료에는 기포가 들어 있는데 이 기포를 없애주는 것이 청징제 이며 청징제로는 질산암모늄·황산암모늄·질산칼륨이 있다.3)유리성형: 유리는 사용목적에 따라 다르게 만들어 지기 때문에 유리 성형 방법에도 많은 방법이 있다.-공중불기: 녹은 유리를1.5m정도의 쇠파이프 끝에 말아 올린 다음 굴려서 고르게 하고 입으로 불어서 만드는 방법이다. 이 방법은 크리스마스 트리용 꼬마전구 등 간단한 유리를 만드는데 사용된다.-틀불기:불대 끝에 녹은 유리를 말아올려 어느 정도의 크기로 분 다음 틀 속에 넣고 다시 불어 일정한 형태로 만드는 방법이다. 이 방법은 재떨이·화장품그릇 등 그릇형태의 유리제품을 만드는데 사용된다.-판유리제조법 인상법:녹은 유리를 위로 끌어올려 만드는 방법ex)푸르콜법.콜번법,피츠버그법,플로트법롤링법:역속적으로 2개의 롤러 사이로 흘려보내어 만드는 방법-푸르콜법: 녹은 유리에 ‘데비토스’라는 내화물을 띄어 놓고 그 사이로 롤러를 이용해 서냉탑을 지나게 한 후 절단하는 방법-콜번법: 한 쌍의 수냉롤러를 이용해 녹은 유리를 끌어올려 버너로 다시 가열하여 구부러 뜨린 다음에 수평 방향으로 구부러뜨려 뽑는 방법-플로트법: 녹은 유리를 흘려보내어, 미리 용해되어 있는 금속맥 속을 서서히 지나게 하면서 가열연마하여 마판유리를 제조하는 방식이다.4)서랭: 유리가 냉각될 때 시간이 충분하지 않으면 유리의 바깥부분이 고체화 되어 내부를 강하게 압박하여 금이가고 내구성이 떨어진다. 때문에 성형한 유리를 서랭요에 천천히 이동시키며 외부와 내부를 고르게 냉각시킨다.5)절단: 보통 절단은 다이아몬드로 된 유리커터에 의해 자동적으로 이루어진다6)포장: 판유리를 상자에 담을 때는 직접 포개서는 안 된다. 신문지나 기타 얇은 종이를 사이에 끼우지 않으면, 유리 속의 알칼리 성분이 공기 중의 수증기에 의해 용해되어 접착제 작용을 하기 때문에 유리가 서로 달라붙는다.?종류와 성분1)굴절률이 큰 유리: 소다석회유리는 굴절률이 별로 크지 않으므로 렌즈·프리즘 등 광학용 유리로서는 성능이 좋지 않다. 따라서 굴절률을 크게 하기 위해서 산화납을 넣으며 이렇게 만들어진 유리를 ‘납유리’라고 한다.2)내약품성의 유리: 유리의 성분 가운데 가장 많은 부분을 차지한 것은 산화규소인데, 산화규소의 용융 온도를 내리고 유리의 가공을 용이하게 하기 위해 산화알칼리가 첨가되어 있다. 이 알칼리는 수분에 의해 서서히 용해된다. 알칼리가 용출된 유리는 산이나 물에는 녹지 않으나 알칼리에는 녹는다. 이 때문에 유리는 알칼리성 용액에 약하며, 수분의 존재하에 유리와 유리가 접촉되어 있을 때 서로 접착되는 현상이 생길 수 있다. 유리 속의 알칼리 성분을 줄이면, 약품에 대해 안정성을 가진 것이 만들어지며, 산화알루미늄(=알루미나)가 많이 함유된 유리도 약품에 강하다. 그러나 알루미나나 규산이 많이 함유된 유리는 잘 용해하지 않으므로 산화붕소를 넣기도 한다.3)급격한 온도변화에 견디는 유리: 차가운 유리컵에 갑자기 뜨거운 물을 부으면 깨진다. 이것은 뜨거운 물이 닿은 부분은 팽창하지만 뜨거운 물이 닿지 않는 바깥면은 팽창하지 않으므로 컵에 무리한 힘이 가해지기 때문이다. 보통의 컵을 만드는 데 쓰이는 소다석회유리나 고급식기 등으로 쓰이는 크리스털글라스(납유리)는 온도를 100℃로 올리면 0.1%팽창한다. 그러나 약품에 침식되지 않는 유리로서 화학실험기구 등으로 쓰이는 붕규산유리나 저 알칼리붕규산유리는 100℃ 온도차에서 0.03% 정도밖에 팽창하지 않는다. 그 때문에 소다석회유리의 3배 정도 온도차에 견딜 수 있으며, 증기살균이나 비등에 견디므로 이 점도 화학기구·의료기구용으로서 이용되는 이유 중의 하나다.4)석영유리: 유리 구조는 규소원자와 산소원자가 결합하여 만든 그물코에 군데군데 구멍이 남겨진 것 같은 모양으로 이루어졌다. 순수한 규소와 산소만의 그물코로 된 유리를 ‘석영유리’라고 한다. 석영유리는 약품에 침식되지도 않고 급열·급랭에도 깨지지 않는 우수한 성질을 가졌으나 이를 가공하기 위해서 1500°C의 이상의 온도가 필요하다. 이 기술을 가진 곳이 많지 않기 때문에 석영유리는 비싸다는 단점이 있다.5)안정유리: 보통 유리는 창의 일부를 가열하면 열팽창에 의해 깨어지며, 충격에 대해서도 약하다. 이러한 결함을 보완하기 위해 유리 속에 철망을 집어넣은 철망유리가 쓰이기도 한다.6)젖빛유리: 판유리에 압축 공기로 고운 모래를 뿜어 표면에 불규칙한 요철을 만든 것이다. 이러한 표면에서는 광선이 직선적으로 굴곡하지 않고 불규칙하게 반사·굴절을 하므로, 빛이 통과하기는 하지만 보기에는 불투명한 것처럼 보인다. 그러므로 유리창으로 사용하면 눈이 부신 것을 막아 준다.소다-석회유리보로규산염유리조성(주성분)이산화규소,소다,석회석이산화규소,산화붕소연화점낮다(600°C)높다(800°C)내구성낮다높다용도창유리,용기가열용그릇,실험용기구상품명-Pyrex,Kimax,Hysil상대적 가격낮다높다실험실에서 필요한 모양으로 쉽게 가공할 수 있고 값이 tk고 적당한 내구성을 가지고 있는 소다-석회 유리를 많이 사용한다.4.Apparatus&Theory가스버너·분젠버너,삼각줄,면장갑,유리관5.Procedure①유리관자르기1)삼각줄로 유리관에 간단한 흠집을 낸다.2)흠집 양쪽에 엄지를 댄다.3)유리관을 잡아당기면서 빠르게 구부린다.②관 끝을 불로 다듬기관이 둥글게 될 때까지 앞뒤로 가열한다. 이 때 관 끝이 막히지 않도록 주의한다.③관 구부리기1)유리관이 부드러워 질 때까지 유리관을 앞 뒤로 굴리며 가열한다.2)불을 제거하고 몇 초간 열이 균일하도록 잡고 있는다.3)원하는 모양으로 구부리고 식을 때 까지 잡고 있는다.④뾰족한 끝 만들기1)부드러워 질 때까지 유리관을 앞위로 굴리며 가열한다.2)양끝을 안쪽으로 살짝 밀어서 벽이 원래 두께의 2배정도로 두꺼워지게한다.3)불꽃에서 꺼내어 잡아당긴다4)적당한 길이로 자르고 불로 다듬는다

공학/기술| 2018.03.21| 5페이지| 3,000원| 조회(249)

유리세공, 일반화학실험, 유리의 성질

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