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물의 경도(Hardness of water) - EDTA 착화물 형성 평가A+최고예요

1. 실험 제목 : 물의 경도(Hardness of water) - EDTA 착화물 형성2. 실험 목적 : EDTA 착화물 형성 방법을 이용하여 물의 경도를 측정한다.3. 실험 원리? 물의 경도 : 물에 존재하는 CaCO3의 양으로 표시된 Ca2+와 Mg2+의 총농도.물 속에 들어있는 모든 알칼리토금속이온의 전체 농도.보통 Ca2+와 Mg2+의 농도가 다른 것들보다 크므로 그 둘로 나타낸다.그리고 흔히 1ℓ에 들어있는 CaCO3의 ㎎수로 표시한다.경도가 ℓ당 60㎎ CaCO3 이하인 물은 ‘연수’라고 한다.? EDTA의 적정대부분의 금속 이온들은 Lewis 염기와 반응하여 배위화합물, 즉 착이온을 생성하는데, 이를 이용한 적정법을 착물 형성 적정이라 한다. EDTA는 착물 형성을 하는 Lewis 염기(리간드) 중 하나이다. EDTA는 대부분의 금속 이온들과 강력한 1:1 착물을 형성한다. 이러한 사실을 이용하여 분석물질의 금속 이온의 농도를 구할 수 있다.? EDTA 적정방법① 직접적정 : 분석 용액을 EDTA 표준용액으로 적정. pH는 완충용액으로 조절하며, 금속-EDTA 착물의 조건 형성상수가 종말점을 명확하게 알 수 있을 만큼 충분히 크게 되는 영역이어야 한다. 지시약의 색 변화가 명확한 pH여야 한다.② 역적정 : 일정한 과량의 EDTA를 분석 용액에 가한 후, 과량의 EDTA를 다른 금속 이온 표준 용액으로 적정한다.③ 치환적정 : 사용한 적당한 지시약이 없는 금속 이온들의 경우에 이용한다. 시료에 과량의 Mg(EDTA)2-를 가하여 Mg2+를 시료로 치환시킨 다음, 유리된 Mg2+를 EDTA 표준 용액으로 적정한다.MgY2- + M2+ → MY2- + Mg2+④ 간접적정 : 특정 금속 이온과 침전물을 형성하는 음이온의 경우 이용한다.? 금속 이온 지시약 : 금속 이온과 결합할 때 색이 변하는 화합물. 지시약으로 사용되기 위해서는 EDTA보다 약하게 금속과 결합해야 한다.MIn + EDTA → MEDTA +In (M: metal, In: 지시약)대부분하므로 일정한 pH영역에서 사용될 수 있다. 그리고 금속이 지시약으로부터 자유롭게 해리되지 않는다면 금속이 지시약을 막았다고 한다.? Calmagite 지시약 : σ,σ'-dihydroxyazo 염료이며, Ca-EDTA 적정보다는 Mg-EDTA 적정에 적합하다. 왜냐하면 CaY2- 착화합물이 Ca(Ⅱ)-calmagite 착화합물에 비해 지나치게 안정하지만, Mg(Ⅱ)-EDTA 착화합물은 Ca(Ⅱ)-EDTA보다 훨씬 약하기 때문이다.Ca(Ⅱ)이온만은 적정할 수 없으나, Mg(Ⅱ)와 혼합물의 경우는 이들의 총합 정도의 명확한 종말점을 나타낸다.Ca(Ⅱ)만이 있는 시료를, 적정할 수 있는 혼합물로 만들기 위해서, 시료에 Mg(Ⅱ)이온을 MgY2-형태로 가할 수 있다. 가해진 MgY2-는 시료의 Ca(Ⅱ)에 의해 분해되므로, 이 혼합물의 종말점은 명확한 Mg(Ⅱ)의 종말점이 된다.MgY2- + Ca2+ = Mg2+ + CaY2-Mg(Ⅱ)는 MgY2- 형태로 가해졌으므로 적정시에 종말점에 이르기 위해 들어간 EDTA의 양은 시료 내의 Ca(Ⅱ)의 양과 정확하게 같다.? 가리움 : 한 원소를 분석하는 데 다른 원소가 방해하는 것을 막기 위해 이용된다.가리움제 - 분석 물질과 EDTA와의 반응으로부터 분석물질의 어떤 성분을 막아주는 시약이다. 시안화이온은 Ca2+, Zn2+, Mg2+, Co2+, Cu+, Ag+, Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+, Fe3+와는 착물을 형성하지만 Mg2+, Ca2+, Mn2+, Pb2+와는 착물을 형성하지 않는 가리움제이다.가리움벗기기 - 가리움제로부터 금속 이온을 떼어 놓는 것이다.* 가리움, 가리움 벗기기 및 pH 조절을 통해 금속 이온의 혼합물에서 각각의 성분을 선택적으로 분석할 수 있다.? 물의 전체 경도 측정 : 시료를 asorbic acid(혹은 hydroxylamine)으로 처리하여 Fe3+를 Fe2+로 환원시키고, Fe2+, Cu2+와 그 밖의 소량 금속 이온을 막아주기 위하여 Cyanide로 처리한다.Mg2+는 물시형성하므로 충분한 시약이 첨가되어 시료에 있는 다른 양이온의 착물이 생성된 다음에 비로소 반응한다. 그러므로 Calmagite 또는 Eriochrome Black T와 같은 마그네슘 이온 지시약을 사용한다. 지시약이 만족하게 역할을 하도록 충분한 마그네슘이 존재하기 위해 가끔 적은 양의 마그네슘/EDTA 착물을 완충용액이나 적가액 중에 넣는다.4. 필요한 시약pH=10 완충용액(NH4Cl, NH4OH, Mg-EDTA염), NaCN가리움제, Calmagite 지시약(σ,σ'-dihydroxyazo 염료 / hydroxylamine hydrochloride, 95% C2H5OH / 2, 2', 2''-notrilotriethanol / NaCl)Na2HeC10H12O8N2?2H2O, CaCO3, 6M HCl, Metyl red 지시약, 3M NH4OH (or 1M HCl)? pH=10 완충용액 제조① NH4Cl 16.9g을 진한 NH4OH용액 143㎖ 녹인 다음, Mg-EDTA 염 1.25g을 가하고 증류수로 250㎖가 되도록 희석시킨다.Mg-EDTA 염이 없을 경우, Na2H2EDTA?2H2O 0.2925g과 MgSO4?7H2O 0.195㎎(or MgCl2?6H2O 644㎎)을 15㎖의 증류수에 녹인다. 이 용액에 NH4Cl 4.25g과 진한 NH4OH 61.94㎖를 섞어 증류수로 100㎖가 되도록 묽힌다.② 용액을 플라스틱 병에 넣고 뚜껑을 잘 닫아서 NH3가 날라가거나, CO2가 들어오지 못하도록 한다. 적정점에서 완충용액 1~2㎖를 가했을 때 pH가 10.0±0.1이 되지 않으면 버린다.? 가리움제(NaCN)적정하려고 하는 용액에 분말형태의 NaCN을 250㎎ 가한다. NaCN이 가수분해 함으로써 기인될 염기성을 상쇄하도록 충분한 양의 완충용액을 가하여 pH를 10.0±0.1로 맞춘다.* NaCN은 염기성 용액에 가해야만 한다. 그리고 독성을 가진 화합물로 사람이 200㎎ 정도를 섭취하면 치명적이고, 조금만 취해도 독성이 나타난다. 피부를 통해 흡수될 수 절대로 산성용액을 가하지 말아야 한다. 산성용액에 가하면 독성이 있는 HCN 가스가 발생한다.? Calmagite 지시약 제조 방법① 염료 0.5g과 hydroxylamine hydrochloride 4.5g을 섞는다. 이 혼합물을 95% C2H5OH 또는 iso-C3H7OH 용액 100㎖에 녹인다.② 염료 0.5~1.0g을 2,2',2''-notrilotriethanol 이나 2-methoxyehanol 100g에 녹인다.③ 염료 0.5g을 NaCl 100g과 섞어 놓는다.* 염료의 알칼리성 용액은 산화제에 민감하며, 수용액이나 알코올성 용액은 단지 약산에서 일주일정도만 안정하다. 염료분말과 NaCl과의 혼합물은 안정하다. 그러나 습기찬 공기에 방치되면 나빠진다.Calmagite의 유리지시약의 색깔 : H2In-- 빨간색, HIn2--파란색, In3--오렌지색(pK2=6.3, pK3=11.6)Calmagite의 금속 이온 착물의 색깔 : 포도주빛-빨간색? Na2HeC10H12O8N2?2H2O : 조해성이 있다. 분자량- 372.24g/mol? NH4Cl : 약간의 흡습성이 있고 물에 잘 녹는다. 분자량- 53.50g/mol? NH4OH : 무색투명한 액체. 암모니아 냄새와 자극적인 맛이 남. 진한 암모니아수는 온도가 상승하면 폭발의 우려가 있다.? CaCO3 : 산을 작용시키면 CO2를 발생시킨다.5. 필요한 기구 : 비커, 삼각 플라스크, 메스플라스크, 피펫, 저울, 뷰렛6. 실험 방법⑴ EDTA titrant 표준용액(0.01M) 만들기① Na2HeC10H12O8N2?2H2O 0.9306g을 증류수에 녹여 250㎖로 만든다.② Calcium 용액으로 표준화하여 titer로 나타낸다.* 이 적정제는 연한 유리그릇으로부터 경화시키는 양이온을 축출하므로 polyethylene이나 pyrex병에 보관한다.⑵ Calcium 표준용액 제조① 시약급 CaCO3 1.5~2.0g을 110℃에서 1~1.5시간 건조시킨다.② 무수 CaCO3 0.1g을 비커나 weighin반죽을 만든 CaCO3를 닦기병의 증류수와 깔대기를 이용해 500㎖ 삼각플라스크로 옮긴다. * 너무 과량의 물을 사용하지 않는다.④ 6M HCl을 조금씩 가하여 CaCO3를 용해시킨다. 10㎖이상을 가하지 않도록 한다.⑤ 증류수를 20㎖ 가하고 몇 분동안 공기를 용액에 통과시켜서 용액 내의 CO2가스를 내보낸다.⑥ Methyl red 지시약 몇 방울을 가하고 나서 중간정도의 오렌지색이 되도록 3M NH4OH나 1M HCl용액을 가한다. 100㎖ 메스플라스크에 옮기고 나서 증류수로 표시선까지 채운다. * 이 표준용액은 1.00㎖당 1.00㎎ CaCO3에 해당한다.⑶ EDTA 용액의 표준화① 표준 Calcium 용액 25㎖를 피펫으로 정확히 취해서 250㎖ 삼각플라스크에 옮긴다.② 완충용액을 1~2㎖ 가한다. (Na2MgY용액을 10방울 가하는 것과 가하지 않은 것이 어떻게 다를지 생각해본다.) 완충용액은 보통 1㎖만 가해도 pH를 10.0±0.1로 맞추기에 충분하다.③ 적정과정에서 종말점이 선명하게 나타나지 않으면 가리움제를 가해야 되거나 지시약이 분해된 경우일 것이다. 지시약 용액을 1~2방울 가하거나, 가루 지시약 적당량을 가한다.④ 용액을 잘 저으면서 EDTA 표준용액을 천천히, 용액의 붉은빛이 사라질 때까지 가하여 마지막 몇 방울은 3~5초 간격으로 한 방울씩 가한다. 종말점에서 용액은 보통 파란색이다. 햇빛이나 형광등 조명이 좋다. 완충용액을 가한 뒤부터 5분 이내에 적정이 완료 되도록 한다.⑷ 시료물의 경도 측정① 250㎖ 메스플라스크에 수돗물(시료) 50㎖와 증류수 50㎖를 넣고 잘 섞어준다.② 표준 EDTA로 적정한다.(⑶번 과정과 동일하게)③ 실험을 2번 더 반복한다.(①, ②)④ 물의 경도를 CaCO3의 p.p.m(㎎/ℓ)로 계산한다.* 적정은 실온에서 하는 것이 좋다.* CaCO3 침전이 덜 생기게 하는 방법① 적정시간은 5분 이내로② pH 10.0±0.1③ 시료를 증류수로 희석한다.④ 대략적인 경도를 아는 경우, 당량점 전에 완충용액으로 p맞춘다.

자연과학| 2008.09.19| 6페이지| 1,000원| 조회(1,345)

EDTA, 경도, 지시약, 적정

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물의 경도 측정 - EDTA 착화물 형성 (예비리포트) 평가A+최고예요

1. 실험 제목 : 물의 경도(Hardness of water) - EDTA 착화물 형성2. 실험 목적 : EDTA 착화물 형성 방법을 이용하여 물의 경도를 측정한다.3. 실험 원리? 물의 경도 : 물에 존재하는 CaCO3의 양으로 표시된 Ca2+와 Mg2+의 총농도.물 속에 들어있는 모든 알칼리토금속이온의 전체 농도.보통 Ca2+와 Mg2+의 농도가 다른 것들보다 크므로 그 둘로 나타낸다.그리고 흔히 1ℓ에 들어있는 CaCO3의 ㎎수로 표시한다.경도가 ℓ당 60㎎ CaCO3 이하인 물은 ‘연수’라고 한다.? EDTA의 적정대부분의 금속 이온들은 Lewis 염기와 반응하여 배위화합물, 즉 착이온을 생성하는데, 이를 이용한 적정법을 착물 형성 적정이라 한다. EDTA는 착물 형성을 하는 Lewis 염기(리간드) 중 하나이다. EDTA는 대부분의 금속 이온들과 강력한 1:1 착물을 형성한다. 이러한 사실을 이용하여 분석물질의 금속 이온의 농도를 구할 수 있다.? EDTA 적정방법① 직접적정 : 분석 용액을 EDTA 표준용액으로 적정. pH는 완충용액으로 조절하며, 금속-EDTA 착물의 조건 형성상수가 종말점을 명확하게 알 수 있을 만큼 충분히 크게 되는 영역이어야 한다. 지시약의 색 변화가 명확한 pH여야 한다.② 역적정 : 일정한 과량의 EDTA를 분석 용액에 가한 후, 과량의 EDTA를 다른 금속 이온 표준 용액으로 적정한다.③ 치환적정 : 사용한 적당한 지시약이 없는 금속 이온들의 경우에 이용한다. 시료에 과량의 Mg(EDTA)2-를 가하여 Mg2+를 시료로 치환시킨 다음, 유리된 Mg2+를 EDTA 표준 용액으로 적정한다.MgY2- + M2+ → MY2- + Mg2+④ 간접적정 : 특정 금속 이온과 침전물을 형성하는 음이온의 경우 이용한다.? 금속 이온 지시약 : 금속 이온과 결합할 때 색이 변하는 화합물. 지시약으로 사용되기 위해서는 EDTA보다 약하게 금속과 결합해야 한다.MIn + EDTA → MEDTA +In (M: metal, In: 지시약)대부분의 금속 이온 지시약들도 산-염기 지시약이다. 따라서 지시약의 색깔은 pH에 의존하므로 일정한 pH영역에서 사용될 수 있다. 그리고 금속이 지시약으로부터 자유롭게 해리되지 않는다면 금속이 지시약을 막았다고 한다.? Calmagite 지시약 : σ,σ'-dihydroxyazo 염료이며, Ca-EDTA 적정보다는 Mg-EDTA 적정에 적합하다. 왜냐하면 CaY2- 착화합물이 Ca(Ⅱ)-calmagite 착화합물에 비해 지나치게 안정하지만, Mg(Ⅱ)-EDTA 착화합물은 Ca(Ⅱ)-EDTA보다 훨씬 약하기 때문이다.Ca(Ⅱ)이온만은 적정할 수 없으나, Mg(Ⅱ)와 혼합물의 경우는 이들의 총합 정도의 명확한 종말점을 나타낸다.Ca(Ⅱ)만이 있는 시료를, 적정할 수 있는 혼합물로 만들기 위해서, 시료에 Mg(Ⅱ)이온을 MgY2-형태로 가할 수 있다. 가해진 MgY2-는 시료의 Ca(Ⅱ)에 의해 분해되므로, 이 혼합물의 종말점은 명확한 Mg(Ⅱ)의 종말점이 된다.MgY2- + Ca2+ = Mg2+ + CaY2-Mg(Ⅱ)는 MgY2- 형태로 가해졌으므로 적정시에 종말점에 이르기 위해 들어간 EDTA의 양은 시료 내의 Ca(Ⅱ)의 양과 정확하게 같다.? 가리움 : 한 원소를 분석하는 데 다른 원소가 방해하는 것을 막기 위해 이용된다.가리움제 - 분석 물질과 EDTA와의 반응으로부터 분석물질의 어떤 성분을 막아주는 시약이다. 시안화이온은 Ca2+, Zn2+, Mg2+, Co2+, Cu+, Ag+, Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+, Fe3+와는 착물을 형성하지만 Mg2+, Ca2+, Mn2+, Pb2+와는 착물을 형성하지 않는 가리움제이다.가리움벗기기 - 가리움제로부터 금속 이온을 떼어 놓는 것이다.* 가리움, 가리움 벗기기 및 pH 조절을 통해 금속 이온의 혼합물에서 각각의 성분을 선택적으로 분석할 수 있다.? 물의 전체 경도 측정 : 시료를 asorbic acid(혹은 hydroxylamine)으로 처리하여 Fe3+를 Fe2+로 환원시키고, Fe2+, Cu2+와 그 밖의 소량 금속 이온을 막아주기 위하여 Cyanide로 처리한다.Mg2+는 물시료에 흔히 존재하는 모든 다가 양이온들 중에 가장 안정하지 못한 EDTA 착물을 형성하므로 충분한 시약이 첨가되어 시료에 있는 다른 양이온의 착물이 생성된 다음에 비로소 반응한다. 그러므로 Calmagite 또는 Eriochrome Black T와 같은 마그네슘 이온 지시약을 사용한다. 지시약이 만족하게 역할을 하도록 충분한 마그네슘이 존재하기 위해 가끔 적은 양의 마그네슘/EDTA 착물을 완충용액이나 적가액 중에 넣는다.4. 필요한 시약pH=10 완충용액(NH4Cl, NH4OH, Mg-EDTA염), NaCN가리움제, Calmagite 지시약(σ,σ'-dihydroxyazo 염료 / hydroxylamine hydrochloride, 95% C2H5OH / 2, 2', 2''-notrilotriethanol / NaCl)Na2HeC10H12O8N2?2H2O, CaCO3, 6M HCl, Metyl red 지시약, 3M NH4OH (or 1M HCl)? pH=10 완충용액 제조① NH4Cl 16.9g을 진한 NH4OH용액 143㎖ 녹인 다음, Mg-EDTA 염 1.25g을 가하고 증류수로 250㎖가 되도록 희석시킨다.Mg-EDTA 염이 없을 경우, Na2H2EDTA?2H2O 0.2925g과 MgSO4?7H2O 0.195㎎(or MgCl2?6H2O 644㎎)을 15㎖의 증류수에 녹인다. 이 용액에 NH4Cl 4.25g과 진한 NH4OH 61.94㎖를 섞어 증류수로 100㎖가 되도록 묽힌다.② 용액을 플라스틱 병에 넣고 뚜껑을 잘 닫아서 NH3가 날라가거나, CO2가 들어오지 못하도록 한다. 적정점에서 완충용액 1~2㎖를 가했을 때 pH가 10.0±0.1이 되지 않으면 버린다.? 가리움제(NaCN)적정하려고 하는 용액에 분말형태의 NaCN을 250㎎ 가한다. NaCN이 가수분해 함으로써 기인될 염기성을 상쇄하도록 충분한 양의 완충용액을 가하여 pH를 10.0±0.1로 맞춘다.* NaCN은 염기성 용액에 가해야만 한다. 그리고 독성을 가진 화합물로 사람이 200㎎ 정도를 섭취하면 치명적이고, 조금만 취해도 독성이 나타난다. 피부를 통해 흡수될 수 있으므로 주의한다. NaCN을 다룬 후에는 손을 잘 씻고, 후드 안에서가 아니면, 절대로 산성용액을 가하지 말아야 한다. 산성용액에 가하면 독성이 있는 HCN 가스가 발생한다.? Calmagite 지시약 제조 방법① 염료 0.5g과 hydroxylamine hydrochloride 4.5g을 섞는다. 이 혼합물을 95% C2H5OH 또는 iso-C3H7OH 용액 100㎖에 녹인다.② 염료 0.5~1.0g을 2,2',2''-notrilotriethanol 이나 2-methoxyehanol 100g에 녹인다.③ 염료 0.5g을 NaCl 100g과 섞어 놓는다.* 염료의 알칼리성 용액은 산화제에 민감하며, 수용액이나 알코올성 용액은 단지 약산에서 일주일정도만 안정하다. 염료분말과 NaCl과의 혼합물은 안정하다. 그러나 습기찬 공기에 방치되면 나빠진다.Calmagite의 유리지시약의 색깔 : H2In-- 빨간색, HIn2--파란색, In3--오렌지색(pK2=6.3, pK3=11.6)Calmagite의 금속 이온 착물의 색깔 : 포도주빛-빨간색? Na2HeC10H12O8N2?2H2O : 조해성이 있다. 분자량- 372.24g/mol? NH4Cl : 약간의 흡습성이 있고 물에 잘 녹는다. 분자량- 53.50g/mol? NH4OH : 무색투명한 액체. 암모니아 냄새와 자극적인 맛이 남. 진한 암모니아수는 온도가 상승하면 폭발의 우려가 있다.? CaCO3 : 산을 작용시키면 CO2를 발생시킨다.5. 필요한 기구 : 비커, 삼각 플라스크, 메스플라스크, 피펫, 저울, 뷰렛6. 실험 방법⑴ EDTA titrant 표준용액(0.01M) 만들기① Na2HeC10H12O8N2?2H2O 0.9306g을 증류수에 녹여 250㎖로 만든다.② Calcium 용액으로 표준화하여 titer로 나타낸다.* 이 적정제는 연한 유리그릇으로부터 경화시키는 양이온을 축출하므로 polyethylene이나 pyrex병에 보관한다.⑵ Calcium 표준용액 제조① 시약급 CaCO3 1.5~2.0g을 110℃에서 1~1.5시간 건조시킨다.② 무수 CaCO3 0.1g을 비커나 weighing dish에 담아서 재고, 거기에 증류수 5㎖ 가량을 가해서 반죽을 만든다.③ 반죽을 만든 CaCO3를 닦기병의 증류수와 깔대기를 이용해 500㎖ 삼각플라스크로 옮긴다. * 너무 과량의 물을 사용하지 않는다.④ 6M HCl을 조금씩 가하여 CaCO3를 용해시킨다. 10㎖이상을 가하지 않도록 한다.⑤ 증류수를 20㎖ 가하고 몇 분동안 공기를 용액에 통과시켜서 용액 내의 CO2가스를 내보낸다.

자연과학| 2007.08.28| 4페이지| 1,000원| 조회(1,561)

물, EDTA, 경도, 가리움, 금속 이온 지시약

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[화학]화학양론 평가B괜찮아요

1. 실험제목: 화학양론2. 실험목적: 화학반응에서 반응물과 생성물의 질량으로부터 화학반응식의 계수(몰비)를 구한다.3. 실험원리(1) 화학양론화학양론은 화합물을 이루는 원소들의 구성비를 수량적 관계로 다루는 이론을 말하며, 일정성분비의 법칙(→화합물을 구성하는 각 성분원소의 질량의 비는 일정하다는 법칙), 배수비례의 법칙(→2종의 원소가 2종 이상의 화합물을 형성할 때, 한쪽 원소의 일정량과 결합하는 다른 쪽 원소의 질량비가 간단한 정수비가 되는 것) 등이 이에 속한다. 화학반응의 정량적인 처리는 질량보존의 법칙과 원자론에 토대를 두는 화학양론에서 출발한다.(2) 몰몰(mole)은 화학에서 원자, 이온, 분자들을 다루는 단위로 약자로 mol 이라고 표시한다. 몰은 정확하게 12g 12C 중 원자수 물체(원자,분자 혹은 그 밖의 어떤 물체이든지)를 함유하는 물질의 양으로 정의한다. 과학자들은 실험으로부터 12g 12C 중 원자수를 6.0221421×1023이라고 결정하였다. 이 숫자는 과학자의 이름에서 Avogadro 수라는 특별한 이름으로 명명되었다. 이온 1몰, 분자 1몰 혹은 어떤 것이든지 그 1몰은 아보가드로 수 만큼의 물체를 함유한다.(3) 몰질량(molar mass): 어떤 물질에서 1몰의 질량을 말한다. 어떤 물질이든지 그 물질의 몰질량(g 단위로 표시)은 언제나 그 물질의 화학식량과 동일한 수치이다.(4) 몰수 구하기: 몰수= 질량(g)/분자량(g/mol)(5) 질량보존의 법칙: 화학 반응에 의해 어떤 물질을 생성할 때에 그 반응 전후에서 총질량은 변함이 없다는 법칙이다. 질량보존의 법칙에 의해 화합물의 계수를 정할 수 있다.(6) 화합물의 화학식량: 화합물에 대하여 6.02×1023 화학식 단위를 g으로 나타낸 질량. 화합물의 화학식량은 화학식에 나타난 모든 원소의 원자량을 합한 것을 g 단위로 나타낸 것과 같다.(7) 화학반응식: 물질을 구성하고 있는 입자가 서로 결합하거나 분해되어 새로운 물질이 생성되는 변화를 화학변화라 하며, 이러한 화학 식을 화학 반응식이라 한다. 화학반응식을 통해서 반응물과 생성물의 종류 및 반응에 관여하는 물질의 양적 관계를 알 수 있으며, 화학반응식에 반응물에 포함된 원자수와 생성물에 포함된 원자수가 같으므로 질량 보존의 법칙이 성립함을 알 수 있다.(8) 금속의 이온화 경향(금속의 활동도 계열)금속이 전자를 잃고 양이온으로 되려는 경향을 이온화 경향이라 하며 이것을 상대적 세기의 순으로 나열한 것을 이온화 서열이라고 한다. 이온화 경향이 큰 금속일수록 반응성이 크다. 간단한 방법으로 금속의 반응성을 비교할 수 있는데, 다음을 이용하면 된다. 반응성이 작은 금속 이온이 녹아 있는 수용액에 반응성이 큰 금속을 넣으면, 반응성이 큰 금속은 전자를 잃고 용액에 녹아 양이온이 되고, 반응성이 작은 금속 이온은 전자를 얻어 금속으로 석출된다.즉, M + N2+ → M2+ + N (반응성: M>N)이번 실험에서는 질산은 수용액(Ag+가 녹아있는 수용액)에 구리줄을 넣으면서 상대적으로 은보다 반응성이 큰 구리는 이온(Cu2+: 푸른색)이 되고 구리보다 반응성이 작은 은은 석출되는 현상을 볼 수 있게 된다. ( 질산은 수용액과 구리의 반응: Cu+2AgNO3→Cu(NO3)2+2Ag2Ag+(aq)+2NO3-(aq)+Cu(s) → Cu2+(aq)+2NO3-(aq)+2Ag(s) )(9) 이온의 검출: 앙금생성반응을 통하여 용액 중에 녹아 있는 이온을 검출하거나 녹아 있는 이온을 분리할 수 있다.이 실험에서는 염화 이온(Cl-)이 은 이온(Ag+)과 반응하여 염화은(AgCl)의 흰색앙금이 생성되는 것을 이용하였다. (질산은(AgNO3)수용액과 염화나트륨(NaCl) 수용액의 반응:Ag+(aq)+NO3-(aq)+Na+(aq)+Cl-(aq)→AgCl(s)↓+Na+(aq)+NO3-(aq) )4. 실험기구 및 시약버너, 스탠드, 고리, 석면, 쇠그물, 눈금 실린더(25ml), 비커, 건조오븐 또는 가열램프, 약수저, 유리 막대, 깔때기, 거름종이, 저울(감도 0.01g), 씻기병구리줄(5~10cm)gNO3(aq)(3ml), 6M NH3(aq)(1ml), 아세톤,증류수※참고 - 시약 조사질산은(silver nitrate): 화학식은 AgNO3, 무색·무취의 투명한 판 모양의 결정으로, 녹는점 212℃, 비중 4.352이다. 알코올무수물·벤젠·아세톤 등에는 잘 녹지 않지만, 에테르·메탄올 등에는 약간 녹는다. 또, 물에는 잘 녹으며 수용액은 중성이다. 순수한 질산은은 빛에 의해 변화하지 않으나, 타르타르산·수크로오스·알데히드 등에 의해서 환원되어 은을 유리시키므로 은거울반응으로서 이용된다. 염소이온을 갖는 액체와 혼합하면 염화은의 백색 침전이 생긴다. 단백질 응고작용이 있어 피부 등을 부식시킨다. 과잉의 암모니아수를 가하면 [Ag(NH3)2］NO3라는 착염이 생긴다. 은을 산에 녹여서 증발시키면 무수물이 석출된다. 은거울반응 외에 브롬화은의 제조원료, 은도금, 분석용 시약, 도자기의 착색, 상아 등의 부식제로서 사용된다. 또, 의약품으로서는 농도에 따라 부식·소독·살균·수렴의 작용을 보이며, 묽은 용액을 피부나 점막에 도포하여 사용한다. 보존할 때는 마개를 단단히 하여 어두운 곳에 둔다. 극약으로 치사량 10g이다.염화나트륨(sodium chloride): 화학식은 NaCl. 무색 결정으로, 결정 속에서 결합간격 2.82 , 녹는점 800.4℃, 끓는점1,400℃, 비중 2.16(20 ℃), 굴절률 1.5443이다. 녹는점 이상에서는 휘발성이 높고, 기체가 되면 NaCl 분자가 존재한다. 보통 마그네슘 등의 염류를 함유하며 조해성이 있다. 100g의 물에 0℃에서 35.7g, 100℃에서 39.8g 녹는다. 알코올에는 잘 녹지 않으며, 포화용액은 0℃ 이하에서 무색 단사정계의 이수화물 NaCl·2H2O를 생성하며, －21.3℃에서 함빙정(含氷晶)을 만든다. 이것을 이용하여, 염화나트륨과 분쇄한 얼음을 섞음으로써 －21℃의 냉각제를 만들기도 한다. 염소·염산·나트륨·수산화나트륨(가성소다) 기타 나트륨염의 제조원료로서 중요하다. 조미료, 된장·간장의 원료, 식누의 염석(鹽析) 등 실용적인 용도가 매우 넓다. 또 큰 단결정은 적외선분광기의 프리즘으로 사용되고, 의약품으로 생리적 식염수·링거액 등에도 사용된다.암모니아(ammonia): 특유한 자극적 냄새가 있는 무색의 기체 NH3. 대기 중, 하천수, 해수 중에 미량이 존재한다. 압축에 의해 상온에서도 간단하게 액화한다. 물, 메탄올, 에탄올 등에 쉽게 녹으며 알칼리성을 나타낸다. 산소 중에서 담황색의 불꽃을 내며 연소하고 주로 물과 질소가 된다. 공업적으로는 질소와 수소에서 고온?고압으로 합성(철촉매사용)된다. 질산, 요소, 암모늄 염, 질소비료, 화학공업품의 원료로 중요하다.아세톤(acetone): 가장 간단하고 중요한 케톤으로 디메틸케톤·프로판온이라고도 한다. 화학식 CH3COCH3. 무색의 휘발성 액체로 분자량 58.08이다. 물·알코올이나 에테르에는 잘 녹는다. 에테르와 비슷한 냄새를 가지며 마취작용이 있다. 환원성이 없으므로 펠링용액과 반응하지 않는다. 목초 속에 함유되어 있는데, 생체 내에도 아세톤체로서 혈액이나 오줌 속에 미량 함유되어 있다. 케텐을 거쳐 아세트산무수물을 합성하는 원료가 되며 합성원료나 용제로서의 용도가 넓고, 특히 아세틸셀룰로오스·니트로셀룰로오스 등의 용제로 다량 사용된다. 또 클로로포름이나 요오드포름의 원료로도 된다. 인화성이 강하고 폭발하기 쉬우므로 주의해야 한다.5. 실험방법(1) 첫 번째 실험① 기록할 데이터 표를 준비하고, 깨끗한 비커를 준비하여 A 라고 표시한 후, 무게를 질량을 측정한다.② 5~10cm 구리줄의 질량을 측정한 후, 과 같이 구리줄을 유리 막대로 감고, 갈고리를 만들어 한쪽 끝을 비커에 건다.③ 0.3g의 AgNO3 결정을 비커 A에 담고 질량을 측정한다.※주의: AgNO3은 독성이 있으므로 피부와 눈에 접촉되지 않도록 해야한다. AgNO3은피부나 옷 등에 닿으면 검은 점이 생기므로 폴리 글러브를 끼고 실험한다.④ 비커에 절반 정도 증류수를 붓고 AgNO3 결정이 모두 녹을 때까지 유리막대로 젓는다. 다음에 결과를 관찰한다. (구리가 용액과 접촉되는 면적을 증가시키기 위해 구리줄을 털어주면서 관찰한다.)(2) 두 번째 실험① 구리줄을 들어올리고 비커를 흔들면서 생성된 찌꺼기를 씻기병의 증류수로 헹궈 씻는다.② 씻은 구리줄을 아세톤이 들어 있는 비커에 넣어 적신다. 구리줄에 묻은 아세톤은 종이로 묻혀 낸 다음 건조시키고, 그 질량을 측정한다. 구리줄을 다시 시약병에 넣는다.③ B라고 써 붙인 비커를 준비하고 비커 A의 용액을 비커 B에 붓는다.④ 비커 A의 결정에 3~5ml의 AgNO3 용액을 가하고 남아 있는 구리 입자와 반응하도록 천천히 젓는다. 결정이 깨뜨려지지 않게 한다.⑤ 젓는 것을 멈추고 결정을 가라앉히고 액체를 가만히 따라 버린다.⑥ 결정은 10~15ml의 증류수로 두 번 또는 세 번 천천히 저으면서 씻는다. 6M NH3(aq) 한 방울로 씻은 후 용액에 가한다. 마지막으로 씻은 용액에서 푸른색이 없어지면 구리가 모두 제거된 것이다.※주의: NH3는 코를 찌르는 듯한 냄새가 나기 때문에 맡지 않도록 주의하고 후드에서 실험한다.⑦ 푸른색이 남아 있으면 증류수로 계속 가볍게 씻고 상등액을 따라낸 다음 결정을 보관한다.⑧ 비커 A를 건조 오븐에 넣는다. (실험이 끝날 때까지)(3) 세 번째 실험① 건조한 AgNO3을 비커 A에 넣고 비커(이미 첫 번째 실험에서 비커 A의 질량은 측정했다.)의 질량을 측정하고 기록한다. 그리고 여기에 10~15ml의 증류수를 가하고 AgNO3가 모두 녹을 때까지 젓는다.② 깨끗하게 씻은 비커 B를 건조시킨 다음 질량을 측정하고 기록한 후, 2g의 NaCl을 가하고 비커와 그 속의 내용물의 질량을 측정한다.③ 다음에 이 비커에 10~15ml의 증류수를 붓고 고체가 녹을 때까지 천천히 젓는다.④ AgCl의 흰색 침전이 생긴다. 비커 A를 와 같이 장치한 석면 쇠그물 위에 놓고 액체가 맑아질 때까지 천천히 가열한다.⑤ 한 장의 거름종이 질량을 측정하고 기록한 후, 거름종이를 접어서 깔때기에 끼우고 깔때기를 과 같이 장치한 다음 비받는다.

자연과학| 2007.04.12| 6페이지| 1,000원| 조회(2,988)

실험, 화학, 질량, 법칙, 양론

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[화학]크로마토그래피 평가A+최고예요

1. 실험제목: 크로마토그래피2. 실험목적: 시료와 용매의 분배차이를 이용하여 크로마토그래피의 원리를 이해하고 혼합물을 분리한다.3. 실험원리1) 정성 분석(qualitative analysis)- 시료 속의 성분 물질의 종류를 알기 위한 화학 분석 (예- 도핑테스트)2) 정량 분석(quantitative analysis)-시료 속의 성분 물질의 양을 구하기 위한 화학 분석- GSC: Gas-Solid Chromatography- GLS: Gas-Liguid Chromatography- LSC: Liquid-Solid Chromatography- LLC: Liquid-Liquid Chromatography- TLC: Thin Layer Chromatography- PC: Paper Chromatography3) 극성과 무극성- 극성: 분자의 벡터 합 = 쌍극자 모멘트 ≠ 0 (∵결합된 원자들의 전기 음성도 차이 때문에)- 무극성: 분자의 벡터 합 = 쌍극자 모멘트 = 0 (∵분자가 대칭형이기 때문에)- 극성 분자는 극성 분자끼리, 무극성 분자는 무극성 분자끼리 잘 섞인다.4) 크로마토그래피- 어원:‘색(Chromato)을 기록한다(Graphy)’는 의미- 정의: 혼합물을 정지상이나 이동상의 친화도에 따른 차이를 이용하여 분리하는 방법- 원리: 크로마토그래피의 기술에 의하여 물질이 분리되는 것은 서로 접촉해 있는 두 상에 대한 물질의 상분포가 물질에 따라 다르다는 데서 온다. 한 상(이동상, moving phase)이 다른 하나의 상(정지상, staionary phase)을 통과하면 이동상의 성분 분자들이 정지상으로 들어가게 되고 두 상에 대한 성분 물질들의 분포는 평형에 도달하게 된다. 정지상에 더 약하게 붙잡히는 물질일수록, 즉 정지상보다 이동상에 더 오래 머무르는 물질일수록 이동상을 따라 더 크게 이동할 것이다. 그리하여 성분 물질들은 이동속도에 따라 분리되어 몇 개의 띠를 형성하게 된다.물질의 상분포는 ①액체에 대한 용해도, ②고체에 대한 흡착력, ③기체가 되려는 경향(휘발성)의 세 가지 물리적 성질에 따라 달라지게 된다.- 이동상이 액체이고 정지상이 액체이면 분배 크로마토그래피라 하고, 이동상이 액체이고 정지상이 물질을 흡착하는 고체이면 흡착 크로마토그래피라 한다. 분배 크로마토그래피에 있어서는 성분 물질의 두 상에 대한 용해도가 다르므로 이동 속도가 달라지게 되고, 흡착 크로마토그래피에 있어서는 성분 물질의 이동상에 대한 용해도와 고정상에 대한 흡착력이 다르므로 이동 속도가 달라지게 되는 것이 보통이다.- Rf값(Retention Factor): 크로마토그래피에서 이동하는 상(용매)이성분물질이 이동한 거리__________________용매가 이동한 거리B___A움직인 거리와 성분 물질이 움직인 거리의 비Rf= =Rf값은 물질의 종류, 용매, 온도, 흡착제의 종류, 막의 두께에 따라서 달라진다.Rf값은 물질의 종류에 따라 달라지는 고유한 성질이므로 물질의 특성에 속한다.Rf값이 큰 성분은 고정상보다는 이동상과의 친화력이 큰 물질이며,Rf값이 작은 물질은 이동상보다는 고정상과의 친화력이 큰 물질이다.5) 크로마토그래피의 종류크로마토그래피는 다음과 같은 다섯 가지 방법이 있으며, 그 근본 원리는 거의 동일하다.① 얇은 막 크로마토그래피(thin-layer chromatography)- 실리카겔의 얇은 막을 알루미늄이나 플라스틱판에 입힌 정지상을 사용하며 모세관 현상에 의해 전개제가 TLC판 위쪽으로 전개될 때 시료 분자들로 함께 퍼지게 되고 시료 분자들이 정지상과 노출된 실리카겔의 실란올기와 이동상 사이에 분배되는 계수가 다르기 때문에 전개제가 위쪽으로 올라가면서 시료 분자들이 분리된다. 다양한 방법으로 확인이 가능하며 전개가 쉽고 전개시간이 짧으므로 많이 사용된다.- 실리카겔은 극성이므로 극성인 전개용매가 더 빠르게 이동되고, 상대적으로 덜 극성인 전개용매는 천천히 이용되어 시료물질의 분리가 다른 양상을 보이게 된다.② 관 크로마토그래피(column chromatography)- 적당한 흡착제를 사용하여 관에 채우고 분리에 알맞은 용매를 흘려보내어 분리시키는 방법이다.③ 종이 크로마토그래피(paper chromatography)- 고정상이 셀룰로오스로 극성이 크거나 작용기가 많은 물질 분리에 사용한다.④ 액체 크로마토그래피- 이동상으로 적당한 액체 용매를 사용하여 분리⑤ 기체 크로마토그래피(gas chromatography)- 일정한 압력의 운반기체(이동상)를 사용한다. 주입부를 통하여 주입된 시료는 기화되어 운반기체를 따라서 분리가 일어나는 고정상(분리관)을 거쳐 검출기에 이른다. 검출기에 도달한 시료 성분은 검출기에서 전기 신호로 변환된 후 데이터 시스템에 의하여 기록된다.4. 실험기구 및 시약TLC판, 50~100mL 비커, TCL챔버, 모세관, UV detectorMethyl Red(MR), Methyl Orange(MO), Bromothymol Blue(BTB), Aspirin에탄올(ethanol), 아세톤(acetone), 부탄올(n-buthanol), 아세트산(acetic acid),수산화암모늄(ammonia water), 증류수*시약조사Methyl Red(MR)- w.t 269.30, m.p 181~182℃- 물에 녹지 않고 알코올이나 아세트산에 녹는다.- 지시약으로 pH 4.4에서 red, pH 6.2에서 yellowMethyl Orange(MO)- w.t 329.34- 지시약으로 pH 3.1에서 red, pH 4.4에서 yellow- 물·에탄올에는 녹으나, 에테르에는 잘 녹지 않는다.Bromothymol blue(BTB)- w.t 623.38- 지시약으로 pH 6.0에서 yellow, pH 7.6에서 blue- 에테르·메탄올·에탄올에 녹으며, 석유에테르에는 녹지 않는다.아스피린(Aspirin)- w.t 180.16, d: 1.40, m.p 135℃- 아세틸살리실산의 상품명- 냄새가 없는 백색 결정으로, 물에는 잘 녹지 않으나, 유기용매에는 녹는다.5. 실험방법(1) 시료 제조- MR, MO, BTB를 각각 소량(1~2mg) 취해 에탄올과 물의 1:1 혼합물 3mL에 용해시킨다.- Aspirin을 0.1M 농도로 아세톤에 용해시킨다.(2) 전개용액 제조- 전개용매 A ( n-buthanol : Ethanol : NH4OH = 3 : 1 : 1 )- 전개용매 B ( n-buthanol : Acetic acid : 증류수 = 4 : 1 : 2 )(3) 방법① TLC판 위의 1cm 정도 위치에 연필로 선을 긋고 점적할 곳을 표시한 후 모세관을 이용하여 시료를 각각 1회씩 점적한다.(MR, MO, BTB, Aspirin )* 볼펜, 유성펜을 사용하면 안 된다.* 모세관은 아세톤으로 2~3회 세척한 후 재사용한다.② 전개용매 A를 TLC챔버에 넣고 약 5mL 정도가 되도록 넣은 후 TLC판을 홈에 맞게 넣은 후 5~10분간 전개시킨다.* spot이 전개용매에 담가져 분석물질이 용매에 빠져나오지 않도록 한다.* 전개할 때, 챔버 뚜껑을 덮어 전개용액이 증발되어 조성이 변하는 것을 방지한다.* TLC판의 실리카겔은 인체에 해로우므로 핀셋을 이용한다.③ 전개용매가 TLC판의 위쪽(0.5cm 남기고)에 도달했을 경우 TLC판을 꺼내어 용액이 올라간 높이를 연필로 표시하고 건조시킨다.④ 각 물질의 Rf 값을 계산한다.* aspirin은 UV detector(254nm)로 감지하고 신체에 노출되지 않도록 주의한다.⑤ 전개용액 B로 ①~③ 실험을 반복한다.⑥ 미지시료 2개를 점적하여 각각의 전개용액에서 위와 같은 방법으로 전개시킨 후 Rf 값을 확인한 후 미지시료의 성분을 확인한다.* 전개용매를 다르게 사용한 이유- 전개된 spot의 뭉침현상을 방지하기 위해, 즉, 전개용매의 극성이 강한 경우 실리카겔상에서 빠르게 전개되어 전개된 spot의 분리가 확연히 보이지만, 전개용매의 극성이 약한 경우 느리게 전개되어 전개된 spot 겹침 현상이 있을 수 있기 때문에 전개용매를 다르게 사용하였다.* 전개된 aspirin spot을 UV detector로 관찰하는 이유- 컨쥬게이션(conjugation)이 많이 되어있는 분자는 가시광선 영역에서 관찰이 되지만, 컨쥬게이션이 적게 되어있는 분자는 UV영역에서 관찰이 되기 때문이다.- 컨쥬게이션이 되어있지 않은 분자는 발색약을 사용하여 관찰한다.* 컨쥬게이션(conjugation): 단일결합과 이중결합이 교대로 연결되어 있는 상태를 말한다.(에) c=c-c=c (conjugation)c=c-c-c=c (not conjugation)*참조『일반화학실험』, 동국대학교 화학과 일반화학실 편저, 한경사, 2005년 3월 7일 발행, P.81『일반화학실험』, 권규혁 외 공편저, 형설출판사, 2001년 3월 10일 발행, P.67~71『TEXT 화학2』, 김영순, 심국석, 김대수, 김봉래 지음, 도서출판 디딤돌, 2003년 7월 1일 초판4쇄 발행, P.59~60『누드교과서 화학2』, 박원, 이주원, 김정연 지음, 이투스, 2004년 1월 2일 초판1쇄 발행, P.243~245http://home.dongguk.edu/user/ihyeo/http://cyberlab.ez.ro/6. 실험 결과용매가 이동한 거리4.0cm시약성분 물질이 이동한 거리RfMO3.3cm3.3cm/4.0cm=0.825≒0.83MR3.0cm3.0cm/4.0cm=0.75BTB4.0cm4.0cm/4.0cm=1.0Aspirin2.2cm2.2cm/4.0cm=0.55미지용액13.3cm, 4.0cm3.3cm/4.0cm=0.825≒0.83 4.0cm/4.0cm=1미지용액23.0cm, 3.3cm3.0cm/4.0cm=0.75 3.3cm/4.0cm=0.825≒0.83

자연과학| 2007.04.12| 5페이지| 1,000원| 조회(871)

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[화학]비누화반응

1. 실험제목: 비누화 반응2. 실험목적: 식물성 또는 동물성 기름을 이용하여 비누를 만들어 보고, 그 구조와 세탁작용의 원리를 이해한다. 또한 이 합성에서 이용되는 비누화 반응에 대해 이해한다.3. 실험원리(1)계면활성제묽은 용액 속에서 계면에 흡착하여 그 표면장력을 감소시키는 물질로 표면활성제라고도 한다.비누는 그 대표적인 것으로, 비눗물의 표면장력은 물에 비하여 훨씬 작다. 이것은 비누가 물의 표면에 모여 표면을 되도록 넓게 하려고 하기 때문인 것으로 알려져 있다. 비누가 물의 표면에 잘 모이는 성질은, 비누의 분자 속에 긴 사슬 모양의 알킬기와 같은 친유성의 기와 카르복시기와 같은 친수성의 기가 들어 있어, 친유성의 기는 물의 반발을 받아 표면으로 가기 때문에 생긴다.보통 1분자 속에 친유기와 친수기가 함께 들어 있는 양쪽 친매성인 물질은 계면활성제가 될 수 있다.- 계면활성제의 종류음이온계면활성제: 물 속에서 이온화한 음이온 부분이 일반적으로 세정작용이 강하여부분이 계면활성을 나타내는 계면활성제. 아니온계면활성제라고도 한다.분자 중의 친유기가 음이온이 되고 친수기가 양이온이 된다.세척제로써 다량으로 사용되며 거품을 일게 하는 작용도 한다.비누(RCOONa:R는 친유기)는 옛날부터 사용되어온 음이온 계면활성제이다.양이온계면활성제: 수용액 속에서 이온화하여 생성된 양이온 부분이 계면활성을 나타내는 계면활성제.카티온계면활성제·양성비누·역성비누라고도 한다.친수기가 음이온이 되며 주로 아민계가 이에 속한다.린스도 묽은 양이온 계면활성제 용액이다.음이온 계면활성제와 함께 사용하면불용성 침전물을 생성하므로 함께 사용하지 않는다.비이온계면활성제: 물에 이온화되지 않고 용해되는 계면활성제.비이온활성제 또는 비이온표면활성제라고도 한다.알킬, 페놀 등이 이에 속한다.양성 활성제: 한 개의 분자 중에 두 가지 이온을 가진 것을 말하며알킬술폰벤질디메틸암모늄계 등이 있다.- 계면활성제의 구조계면활성제 분자의 한쪽에는 물과 친화성이 큰 친수성기가 있고반대쪽에는 기름과 친화성이 큰 친유성기(소수기)를 가지고 있다.- 계면활성제의 원리계면활성제의 친수성기는 물과 잘 화합하는데 비해 친유성기는 물과 화합하지 못하며 계면활성제 분자의 일부는 물을 피해서 용액의 표면이나 용기와의 계면에 몰리게 되므로 친수성기는 친수성기 끼리 모여 수용액 내부로 향하고 친유성기는 친유성기 끼리 모여 액체 밖으로 향하는 배열을 갖는데 이를 미셀이라 한다.(2)비누화 반응전에는 유지나 밀랍으로부터 비누를 만들어내는 반응을 비누화반응이라고 하였으나,현재는 에스테르가 가수분해를 일으켜 카르복시산과 알코올을 생성하는 반응,즉 에스테르화의 역반응을 말한다.RCOOR' + H2O ? RCOOH + R'OH (R, R'는 알킬기)비누화를 촉진시키기 위해서는 산 또는 알칼리를 첨가하는데,산보다도 알칼리를 첨가하는 편이 효과가 더 크다.이때 생성물인 카르복시산은 알칼리염으로 얻게 되며, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 사용한다.한편, 산을 첨가하는 예로 유지로부터 글리세롤을 얻을 때 묽은 황산을 쓰는 경우가 있으나,유지와 산이 잘 혼합되지 않으므로 이때는 적당한 에멀션화제를 첨가한다.- 유지의 비누화 반응유지는 고급 지방산의 글리세린 에스테르로서 유지에 알칼리를 작용시키면 지방산의 염(비누)과 글리세린이 된다. 유지에는 소기름, 돼지기름, 닭기름 등의 동물성 기름과 야자유, 팜유, 콩기름, 면실유 등의 식물성 기름이 있다. 알칼리에는 가성소다(수산화 나트륨), 가성칼륨(수산화 칼륨), 소석회(수산화 칼슘), 암모니아수 등을 사용할 수 있으나 가성소다가 가장 많이 이용된다.→ 유지의 비누화(3) 비누화 값유지 또는 밀랍 1g을 비누화시키는 데 필요한 수산화칼륨의 mg수로 유지 또는 밀랍의 특성을 가리키는 수치이다. 에스테르값, 산화값 등과 함께 쓰인다. 비누화값은 원래 에스테르값과 같지만, 유리지방산이 들어 있는 경우에는 비누화값＝에스테르값＋산화값이 된다. 보통의 동·식물유의 비누화값은 190 정도이지만, 야자유 ·팜유 등과 같이 분자량이 작은 글리세리드가 들어 있는 유지의 경우에는 240~250 정도로 그 비누화값이 크다. 이와 반대로 분자량이 큰 글리세리드나 고급알코올 또는 탄화수소 등 불순물이 많이 들어 있는 유지의 경우에는 그 비누화값이 작다. 예를 들면 밀랍은 88∼98이고, 상어의 간유는 22∼37로 되어 있다.따라서 비누화값은 유지나 밀랍류에 들어 있는 지방산의 성질 또는 비누화되지 않는 물질의 양을 추정하는 데 도움이 된다.비누를 만들 때는 수산화나트륨이나 지방이 남아있지 않도록 하는 것이 좋다. 지방에 들어있는 알킬기가 길수록 비누화 값은 작아진다.(4) 염석효과용액 중에서 만들어진 비누를 분리하기 위해서는 염화 나트륨과 같은 전해질을 용액에 넣어준다. 전해질은 물 속에서 모두 해리하기 때문에 전해질의 이온보다 극성이 작은 비누 분자들은 서로 엉키게 된다. 이런 현상을 염석 효과라고 한다.4. 실험 기구 및 시약비커(100㎖, 250㎖), 가열기, 젓개(나무젓가락)유지(식용유), 올리브유, 에탄올, 포화 NaOH 용액, 포화 NaCl 용액5. 실험방법① 유지 20g과 올리브유 2g을 비커에 넣고 나무젓가락으로 저어주면서 가열한다.② 포화 NaOH 용액 6㎖와 물 2㎖, 에탄올 6㎖를 넣고 일정한 온도를 유지하도록 계속 가열한다.가열하는 동안 비커의 용액을 잘 저어주어야 한다.③ 다음과 같은 방법으로 비누화 반응이 완결되었는지 확인한다.㉠ 나무젓가락 끝에 묻혀서 들어올리면 끈기가 있다.㉡ 반투명하고 균일한 풀 모양의 용액이 된다.㉢ 용액 전체가 반투명하고 거품이 있는 상태이다.㉣ 소량의 알코올을 넣으면 완전히 녹는다.④ 비누화 반응이 끝난 용액에 포화 NaCl 용액 3㎖를 여러 번에 나누어 넣고 그때마다 5~6분씩 가열한다. 용액이 불투명하게 되어야 한다.(염석효과)⑤ 종이컵에 부어 건조시킨다.※ 실험 시 주의사항① 비누가 만들어지는 반응은 속도가 느리기 때문에 충분히 오랫동안 저어주면서 가열해야 한다.이 때, 한 방향으로만 저어 주어야 한다.② 젓기는 반응물이 잘 섞이도록 해주며,

자연과학| 2007.04.12| 4페이지| 1,000원| 조회(1,016)

실험, 비누, 계면활성제, 표면, 음이온

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