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계면활성제제조-

계면활성제제조Ⅰ. 실험목적계면활성제에 대해 알고 제조방법을 안다.Ⅱ. 원리계면활성제계면이란 서로 섞이지 않는 두 상(phase)이 접하고 있는 경계면을 말한다. 계면활성 제란 한 분자 내에 친수성과 친유기성을 함께 갖는 물질로 물과 기름의 경계면,즉 계면의 성질을 변화시킬 수 있는 특성을 가지고 있다.일반적으로 친수성기는 둥근 머리 모양으로, 친유성기(소수성기)는 꼬리 모양으로 나타낸다.계면활성제의 분류계면활성제의 분류에는 여러 가지 방법이 있지만, 가장 많이 이용되는 것은 수용액 내에서 해리되는 성질, 즉 이온형에 따른 분류이다. 이온형에 의한 분류란 계면활성 제를 물에 용해시킬 때, 이온으로 해리되는가 되지 않는가를 기준으로 하고 생성한 이온 종류에 따라서 분류하는 방법이다.분류변화물리적 성질화학적 성질예이온성 계면활성제양이온계 면활성제유연효과,대전방지(정전기 발생 억제)∙ 물에 용해될 때 친수성기 부분이 양이온으로 해리∙ 음이온 계면활성제와 반대의 이온성 구조헤어 린스, 헤어 트리트먼트음이온계 면활성제세정작용과 기포형성작용이 우수∙ 물에 용해될 때 친수성기 부분이 음이온으로 해리세안용 비누, 세안용 크림, 면도용 크림, 샴푸, 치약양쪽성계 면활성제세정작용과 기포형성작용이 우수∙ 분자 내에 양이온성 관능기와 음이온성 관능기를 1개 또는 그 이상을 동시에 갖고 있는 것을 말하며 일반적으로 알칼리성 하에서 음이온으로, 산성 하에서 양이온의 양쪽으로 해리⇒ 이온성 계면활성제의 부족한 점을 보완 가능하고 다른 이온성 계면활성제와 비교해 피부 자극 성과 독성이 낮음베이비크림, 에어로졸 크림비이온성 계면활성제HLB와 Cloud point가 있으며 피부자극이 적다.∙ 넓은 pH범위에서 기능 발휘 (에스테르형 제외)∙ 수중에서 이온 해리하지 않기 때문에 모든 이온성 계면활성제 병용 가능. 광범위하게 응용.가용화제, 유화제, 분산제▶ Cloud point(담점) : Polyoxyehylen계 비이온성 계면활성제에서는 온도가 상승하면 물과의 수소결합절단에 의해 수용성이 감소하고,어떤 온도에서 불투명해지는데 이 온도를 담점이라고 한다.계면활성제의 특징HLB (Hydrophillic Lipoohillic Balance)계면활성제는 친수성과 친유성기를 동시에 가지고 있으므로 그 성질이 친수성인가 친유성인가를 나타내는 상대적 세기를 나타낸 것이 HLB이다. 에틸렌 옥사이드(EO)가 부가된 계면활성제에 대해 0에서 20의 값을 부여한 것으로 HLB 값이 20에 가까울수록 친수성이 큰 계면활성제로 분류한다.단, HLB값은 비이온 계면활성제에만 적용 가능하다.미셀 (Micell)분자 내에 친수성 부분과 친유성 부분을 모두 가지고 있는 물질을 양친매성 물질 이라고 부르며 계면활성제가 그 전형적인 예이다. 이와 같은 물질을 물에 녹이면 어떤 농도 이상에서 친수성기는 밖으로 친유성기는 안으로 향하는데 수 십개 정도의 분자가 모여서 회합체를 만든다. 미셀은 이러한 회합체를 말하는데 수십 ㎚의 지름을 가진 회합콜로이드의 일종이다.▶임계 미셀 농도 (CMC, Critical Micell Concentration) : 미셀이 형성 가능한 정도. 미셀의 형태는 일정하지 않고, 분자의 형태,농도에 의해 변화된다. CMC가 작은 것은 미셀이 크고, 소수기가 큰 것일수록 미셀은 커지는 경향이 있다. 비이온성 계면활성제 쪽이 이온성 계면활성제보다 회합(같은 종의 분자가 화학 결합에 의하지 않고 2개 이상 모여 분자간 힘에 의하여 1개의 분자처럼 행동하는 일)수는 크고, 계면활성제 수용액의 성질은 CMC의 전후에서 크게 변한다.계면활성제의 구조계면활성제는 사용용도에 따라 크게 가용화제, 유화제, 습윤제, 세정제로 분류가용화제 : 용매에 대한 용해도가 낮은 물질을 용해시켜 주는 물질로 빛을 통과 시킬 수 있는 투명한 액체를 만들어 주는 계면활성제이다.주로 HLB 15-18 정도 에서 가용화 성능을 가진다.유화제는 서로 섞이지 않는 두 액체를 일정 기간 분산,안정화시키는 물질로 HLB 4-15이다.습윤제 : 물 또는 수용액이 다른 액체나 고체 표면으로부터 공기를 대체하는 능력을 증가시키는 물질이다.세정제는 액체의 세정력을 증가시키는 물질로 HLB 13-15이다.계면활성제의 3대 작용가용화 : 물에 소량의 오일 성분이 계면활성제에 의해 투명하게 용해되는 상태를 말하는 것으로 미셀의 친유성기가 모인 부분에서는 유성성의 성분을 녹일 수 있다.이 때, 이 미셀의 크기는 가시광선의 파장(400-800㎚)보다 작아서 빛을 그대로 투과시키므로 투명한 상태로 보인다. 계면활성제는 친수성이 강한 HLB 15-18인 것을 사용한다.유화 (Emulsion) : 물과 기름처럼 서로 섞이지 않는 두 가지 액체의 한 쪽을 작은 입자(내상)로써 다른 쪽의 액체 외상 중에 안정한 상태로 분산시키는 것을 말한다.즉,물과 같은 액체 중에 서로 섞이지 않는 오일 같은 액체를 0.1-수십㎛의 작은 입자 상태로 균일하게 분산시키는 것이다.유화를 도와주기 위해 계면활성제(유화 제)를 넣어준다.유화 입자의 크기는 가시광선의 파장보다 커서 빛을 통과시키지 못하고 산란시킨다.그 결과 유화 제품은 불투명하고 뿌옇게 백탁화 되어 보인다.분산 (Dispersion) : 안료 등의 고체 입자를 액체 속에 균일하게 혼합시키는 것을 말하며 이때 사용하는 계면활성제를 분산제라고 부른다.주로 메이크업 화장품의 제조에 이용되는 기술이다.계면활성제의 안정성분자량 300-600 부근의 자극이 크다.비이온성 계면활성제가 이온성 계면활성제보다 자극이 적다.계면활성능이 높을수록 자극이 높아질 가능성이 많다.친유성기에 벤젠 구조를 가질 때 자극이 높다.HLB 10부근에서 자극이 가장 높다.POE (Polyxyethylene) 분포가 넓을수록 자극이 높을 가능성이 많다.Ⅲ. 실험기구 및 시약▷기구 : 알코올램프, 비커, 삼구 플라스크,얼음, 교반기, 약수저, 온도계▷시약 : 유지(우지,돈지,식용유), ,Ⅳ. 실험절차식용유20㎖에 천천히98% 60㎖를 넣고 교반한다.전체의 반응온도를60℃ 이하로 유지시킨다.을 다 넣은 후, 30분 정도 교반을 실시한다. 전체적인 색깔은 갈색을 띤다.10M를 위의 반응물에 천천히 넣으면서 약염기로 만든다.주의 : 반응이 격렬하고 유독한 가스가 나오므로 후드 내에서 반응을 실시한다.약염기로 만들면 전체가 세 층으로 분리된다.그 중에서 음이온 계면활성제를 추출한다.Ⅴ. 참고문헌 Hyperlink "http://blog.naver.com/bubblebank?Redirect=Log&logNo=50016486458" http://blog.naver.com/bubblebank?Redirect=Log&logNo=50016486458

자연과학| 2014.10.05| 4페이지| 1,500원| 조회(462)

실험, 계면활성제, 계면활성제 제조

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화학반응속도-

화학반응속도Ⅰ. 실험목적화학반응의 속도식을 나타내는 데에 필요한 속도상수와 반응차수를 실험적으로 결정한다.Ⅱ. 원리반응 속도반응속도화학반응이 빠르게 또는 느리게 일어나는 정도단위 시간에 감소한 반응 물질의 농도 또는 증가한 생성 물질의 농도 [㏖/L∙초(분)]시간-농도그래프에서 접선의 기울기와 같다.화학반응이 일어나기 위한 조건유효충돌∙ 반응물질이 반응을 일으키기에 알맞은 방향으로 충돌활성화에너지 ()반응을 일으키는데 필요한 최소의 에너지활성화에너지가 클수록 반응이 일어나기 어렵다.반응 속도를 결정하는 요인반응물질의 성질전자의 이동만 있는 반응이나 이온 사이에 일어나는 반응은 빠르다.원자 사이의 결합이 끊어져서 새로운 결합이 생성되는 반응은 느리다.농도반응 물질의 농도가 증가할수록 단위 부피 속의 분자 수가 증가하여 충돌 횟수가 많아지므로 반응 속도가 빨라진다.고체인 경우, 표면적이 클수록 충돌 횟수가 많아지므로 반응속도가 빨라진다.기체인 경우 압력의 증가는 농도의 증가와 같은 효과를 나타낸다.농도 영향의 예강철 솜이 쇳덩어리보다 쉽게 연소한다.철은 묽은 염산보다 진한 염산 속에서 더 잘 반응한다.온도온도가 10℃올라갈 때마다 반응 속도는 2-3배 빨라진다.온도가 높아지면 활성화 에너지 이상의 에너지를 가진 분자 수가 많아지기 때문에 반응 속도가 빨라진다.온도 영향의 예냉장고 속의 음식물은 오랫동안 상하지 않는다.압력 밥솥에서는 밥이 빨리 된다.촉매반응 속도만 변화시키고 자신은 반응 전후에 변화가 없는 물질정촉매를 사용하면 활성화 에너지가 낮아져서 반응을 일으킬 수 있는 분자의 수가 많아지므로 반응 속도가 빨라진다.부촉매는 활성화 에너지를 증가시켜 반응 속도를 느리게 한다.촉매를 가해도 반응열은 달라지지 않는다.촉매 영향의 예과산화수소수 속에 이산화망간을 넣으면 과산화수소가 빨리 분해된다.단백질은 위액을 넣은 혼합 용액에서 쉽게 분해된다.반응 속도식 :반응 속도 상수 (k)온도에 의해서만 변한다.⇒ 속도 상수는 활성화 에너지()와 절대온도()의 영향을 받는다.반응 차수 (m+n) : 실험에 의해서 결정되는 반응차수는 반응이 두 분자의 충돌로 반응이 일어나는 것과 같이 단순히 하나의 경로를 통하고 활성화된 착물이 하나 일 경우 화학량론적 상수와 연결되어 정수로 표현될 수 있지만 일반적인 반응의 경우 반응은 여러 단계를 거치면서 일어나기 때문에 반응차수는 정수가 되지 않을 수 있다.실험 원리이 실험에서는 수용액에서 다음과 같은 반응의 반응속도를 연구하게 된다.이 반응은 반응물이 모두 같은 상(phase)이므로 균일 반응이라 한다. 첫 번째 접근 하여야 할 문제는 이 반응속도가 어떻게 와 의 농도에 좌우되는가를 결정 하는 데 있다. 만약 의 소멸속도, 즉 시간에 따른 의 농도 변화,를 반응속도로써 규명하려고 한다면, 실험적으로 얻은 의 값을 적용하여 다음과 같이 수학적으로 표시할 수 있다.m을 결정하기 위해 의 농도를 일정하게 하고 과 를 재생시키는 반응을 고려해야 한다.위의 반응은 와 의 반응보다 훨씬 빨리 일어난다. 따라서 과의 반응은 실험에서 속도결정 단계가 된다. 적은 양()의 를 실험하고자 하는 과 용액에 가하면 를 만들면서 가 반응함으로써 가 생성되지만,는 곧바로와 반응하여를 만들면서를 재생하게 된다. 주어진 의 가 다 소모되어야만 용액 속에 검출할 수 있을 정도의가 존재하게 된다. 용액에서의의 존재는 용액에 약간의 녹말을 가해서 확인할 수 있다. 녹말은와 반응하여 진한 검푸른색을 띠게 된다. 다른 여러 농도의또는을 사용하여 이 반응을 수 차례 실시하고, 각 경우에의 농도를 동일하게 하여 의 동일한 농도의 소비에 대해 요구되는 시간을 측정한다. 이때, 두 실험 모두 용액의 양은 동일하게 하여야 한다. 이러한 방법으로와의 농도에 의존하는 반응속도를 실험하여, 반응속도법칙에서의m과n값을 결정할 수 있다. 또한, 이 반응에 대한 온도와 촉매의 영향을 조사하기 위해 반응온도 및 촉매의 존재 하에 같은 실험을 수행한다.Ⅲ. 실험기구 및 시약▷기구 : 뷰렛, 초시계▷시약 : 0.200M , 0.20M , 0.100M , 0.10M , 0.005M , 0.005M (0.2% 녹말포함), 미지의 촉매용액250㎖ 비커50㎖ 비커250㎖ 비커50㎖ 비커110.0㎖10.0㎖10.0㎖1방울20㎖420㎖10.0㎖1방울10.0㎖10.0㎖220㎖10.0㎖1방울20㎖520㎖10.0㎖1방울5.0㎖15.0㎖35.0㎖15.0㎖10.0㎖20㎖610.0㎖9.0㎖10.0㎖1.0㎖ cat. solution20㎖Ⅳ. 실험절차예비실험5㎖의 용액을 시험관에서 10㎖의 물로 희석시키고, 5㎖의 용액을 가하면서 색깔의 변화를 관찰한다.①의 실험을 반복하되,용액에 4방울의 녹말 용액을 떨어뜨린 후용액을 가하여 색깔을 관찰한다.5㎖의 용액을 가하여 유리막대로 저어준 후,용액 5㎖를 가하여 색깔이 변화될 때까지 관찰한다.③의 실험을 반복하되, 한 방울의 0.05M 용액을 떨어뜨린 후 용액을 가한다.반응속도실험250㎖ 비커를 사용하여 반응속도 실험을 수행한다. 와 와 함께 용액을 각각 비커에 준비한다. 그리고와 용액은 각각50㎖ 비커에 준비한다. 각 250㎖와 50㎖에 담긴 각 용액의 함량은 위의 표에 나타내었다.용액 제조 시 용액은 뷰렛으로부터 0.1㎖까지 정확히 측정한다. 용액 들을 측정할 때에 눈금실린더를 써도 무방하겠으나,용액을 측정하기 위해 또 다른 뷰렛을 사용함으로써 눈금실린더를 씻어야 하는 문제를 피할 수 있다. 각 실험을 할 때에는 깨끗이 세척하여 건조한 250㎖ 비커에 새로이 준비 하여 혼합하여야만 한다. EDTA(ethylene-diaminetetraacetic acid)는 반응을 저해 하는 불순물(금속 이온)을 중화시키기 위해 가해진다. 용액을 희석하는 와 는 반응속도에 영향을 미치는 용액의 이온 세기가 모든 반응에서 필히 같아질 수 있도록 사용되는 것이다.반응1250㎖비커에 들어있는용액에 온도계의 구가 잠기도록 설치한다. 뷰렛을 이용하여 잘 씻겨진50㎖비커에 용액을 취한 후 온도를 측정한다. 이때, 비커는 먼저 증류수로 헹구고 표면에 물방울이 붙어 있지 않아야 한다. 취하여진 용액의 온도를 기록한다.이용액이 가해지면, 반응은 시작된다. 용액을 섞을 때에는 시간을 잴 수 있도록 준비한다.용액을 마지막 한 방울까지 붓기 위해50㎖비커의 주둥이를250㎖비커의 벽에 대거나50㎖비커 위에 유리막대를 이용하여 완전히 붓도록 한다.용액을 빨리 가하고, 그때의 시간을 초 단위까지 기록한다. 짧은 시간 동안 용액을 흔들어주고 청색이 나타날 때 즉시 시간을 확인하여 기록한다.반응2-반응5위와 같은 방법으로 한다. (※ 주의 : 반응 2는 반응 1보다 매우 빨리 진행될 것이다.) 이때, 온도는 모든 반응에서 동일하게 유지해야 한다.반응속도의 촉매의존반응6에 대한 용액은1의 반응물과 같으나용액 대신에 촉매(이온)가 들어가는 것이 다르다. 1㎖의 촉매용액을1㎖용 피펫으로 취한다. 피펫을 사용하기 전에 반드시 촉매 용액으로 세 번 정도 헹궈낸 다음 사용하여야 한다. 시간이 충분 하면, 반응 6의 실험을 세 번 반복하여 속도상수 값의 평균값을 구한다.반응속도에 대한 온도효과이 실험에서는 반응1에서 사용되었던 농도에 대해 여러 다른 온도에서 실험한다. 반응1로 규정된 용액들을 준비한다. 큰 비커를 이용하여 물중탕으로 약40℃로 용액을 가열한다. 반응비커에 담긴용액에 온도계를 설치하고,용액을 가한 후 시간 측정을 시작한다. 용액을 흔들어준 후, 온도를 기록한다. 얼음물을 이용하여 반응물을 차게 함으로써10℃와0℃에 대해서도 이상의 실험을 반복한다. 이상의 실험에서 얻은 결과를 사용하여 아래의 그림과 같이 Arrhenius의 식을 도식화하여 과 기울기()로부터 활성화 에너지 와 빈도 계수 A를 구한다.추가실험균일용액반응에 대한 반응차수와 반응속도상수를 결정한 실험절차를 고안하여 실험한다.일정한 온도와 에서 의 소멸속도는 다음과 같다.Ⅴ. 참고문헌화학교재편찬연구회, 화학실험, 1, 145, 녹문당, (2003)Samaki Takeo/정해상, 화학실험사전(재미있고 알기 쉬운), 1, 136, 일진사, (2005)한국사전연구사, 화학실험대사전(상하), 1, 141, 문성명, (1992)

자연과학| 2014.10.05| 7페이지| 1,500원| 조회(107)

화학반응, 실험, 화학반응속도

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유리세공

유리세공Ⅰ. 실험목적유리세공을 위한 기본실험으로써 유리관 자르기, 끝 무디게 하기, 굽히기, 봉하기 등을 연습해보고 녹는점 측정 실험에 필요한 모세관을 만든다. 화학 실험을 할 때, 유리세공(glass working)을 하여 실험장치를 꾸미는 경우가 많으므로 숙련되게 훈련한다.Ⅱ. 원리유리란 고체처럼 보이는 물질을 말한다. 하지만 과냉각 된 액체이다.→ 유리는 모래가 녹았다가 굳어진 것이다. 좀 더 자세히 말하면, 유리는 규사(모래), 소다, 석회 등의 혼합물을 일종의 용광로에서 펄펄 끓여서 녹였다가 순간적으로 냉각시켜 만든 물질이다. 이때, 유리는 순간적으로 냉각시켜 굳긴 했지만 녹았을 때의 분자 결합을 하고 있다. 즉, 액체 상태의 분자구조를 한 채 굳어 버린 것이다. 이것을 좀 더 전문적으로 말하면 ‘과냉각 된 액체 상태’라고 말할 수 있다.유리의 균열은 여러 방향으로 나타나며 파편 모양도 여러 가지이다.유리를 가열하면 점성이 낮아져 분명히 액체의 성질을 가진 물질이 되지만 고체에서 액체로 되는 명확한 변화점이 없다.→ 유리는 완전한 결정형 고체가 아니며 녹는점이 명확하지 않다. 따라서 유리를 가열하면 점점 물렁물렁해지면서 다루기 쉽게 된다. 바로 이점 때문에 유리를 세공 할 수 있으며 우리가 필요로 하는 유리기구를 만들 수 있는 것이다.Ⅲ. 실험기구 및 재료▷기구 : 줄칼, 사포, 알코올램프, 석면판▷재료 : 유리관Ⅳ. 실험절차유리관 자르기줄칼로 유리관을 세게 한번 긁어 흠을 낸다.흠의 반대쪽 양편에 엄지손가락을 대고 유리관을 양쪽으로 잡아당기면서 엄지손가락으로 흠이 있는 부분을 조금 바깥쪽으로 밀면 유리관이 끊어진다.끝을 무디게 하기끊어진 유리관은 아주 날카롭기 때문에 그 끝을 사포로 문지른 후 불꽃에 넣고 돌려서 끝을 무디게 한다.너무 오래 가열하면 끝이 막히게 되므로 주의한다.유리관을 가늘게 뽑기길이20㎝가량되는 유리관을 가볍게 수평이 되도록 잡고 유리관 가운데 부분을 불꽃 속에서 천천히 돌리면서 가열하되 유리관이 비틀리거나 구부려져서는 안 된다.불꽃 속에서 조금 회전하는 기분으로 가운데 부분을 수평으로 가늘게 뽑는다.유리관이 식은 다음 가늘게 된 부분을 잘라서 양끝을 무디게 한다.유리관 구부리기유리관이 매우 물러지게 될 때까지 유리관을 불꽃 속에서 돌린다.유리관이 물러지면 불꽃에서 꺼내어 필요한 각도로 구부리는데, 석면판이나 판자 위에 각도를 표시하여 구부리면 원하는 각도로 쉽게 구부릴 수 있다. 이때, 유리관이 일부분만 가열되면 찌그러져 직경이 일정하지 않게 된다.Ⅴ. 실험결과유리관 자르기유리관을 자를 때 줄로 세게 누를 경우, 유리관이 깨끗하게 절단되지 않았다.유리관세공하기유리관으로 모세관 뽑기를 할 경우 : 유리관을 고루 가열시켜줘야 모세관이 균등한 굵기로 뽑혔다. 하지만 유리관을 돌리지 않으면서 가열할 경우에는 유리관이 휘어지거나 모세관이 뽑혀도 일직선이 되지 않고 심하게 굴곡져서 바람이 통하지 않았다.유리관 구부리기를 할 경우 : 유리관을 구부리는 것은 가늘게 뽑기에 비해 가열에 비교적 짧은 시간을 요하지만 허공에서 멋대로 구부릴 경우, 똑바로 구부려지지 않고 아래로 치우치거나 위로 치우치기 때문에 바닥에서 신중히 구부리는 것을 필요로 했다. 또한 바닥에 대고 구부릴 때 유리가 가열된 상태라 바닥을 태우는 것도 주의를 요했다. 그리고 조금만 방심해도 골고루 가열하기 위해 돌리는 과정 중에 이상하게 구부려지기도 했다.Ⅵ. 고찰비디오로 봤을 때는 간단해 보이던 실험들은 실제로 해보면서 그렇게 생각대로 쉽게 되지는 않는 것을 알 수 있었다. 열을 골고루 가하고 힘을 적당히 주는 약간의 손재주들이 필요했다. 먼저 유리관 자르기의 경우, 처음엔 자를 부분을 줄칼로 살짝 흠집 내는데 너무 힘을 주지 않아서 잡아당겨도 잘리지 않았고 너무 힘을 주거나 여러 번 흠집내자 부셔졌다. 그러나 두 세 번의 착오를 겪고서는 한번에 아주 쉽게 유리관이 잘렸다. 다음으로 유리관 굽히기의 경우는 조금 쉬었다. 알코올램프에 불을 붙이고 그 위에 유리관의 양쪽을 양손으로 잡고 굽힐 부분에 열을 가했다. 처음엔 ‘열을 가하면 유리관 끝이 뜨거워지진 않을까?’하는 걱정을 했지만 양끝까진 열이 전달되지 않았다. 구부릴 부분에 열을 가하고 어느 정도 시간이 지나자 유리관을 구부릴 부분에서 어느 정도 기울기가 나타났다. 유리관을 불꽃에서 꺼내어 테이블 위에 놓고 신중히 집중을 하여 유리관을 한번에 구부렸다. 유리의 유연함이 느껴지는 순간이었다. 그러나 유리관을 가늘게 뽑는 과정은 쉽지 않았다. 불꽃 속에서 기울기가 나타날 때까지 기다리는 것은 유리관 구부리기와 유사했으나 자꾸 휠 것만 같은 유리를 수평으로 유지하면서 가늘게 뽑는 일은 꽤 오랜 시간의 끈기를 필요로 했다.

자연과학| 2014.10.05| 4페이지| 2,000원| 조회(186)

유리세공, 실험, 유리

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용해도및분별결정-

용해도 및 분별 결정Ⅰ. 실험목적두 가지 이상의 고체가 물에 녹아서 용액 상태로 있을 때, 온도 변화에 따라 고체의 물에 대한 용해도의 차이를 이용하여 분별 결정으로 분리하는 방법을 배운다.Ⅱ. 원리용해도어떤 용질은 같은 용매에 다른 용질보다 훨씬 많이 녹는다. 용해도란 용질의 특정 온도에서 주어진 양의 용매에 녹을 수 있는 최대의 양이다. 즉, 포화용액에서 일정량의 용매에 녹아 있는 용질의 양인데 보통 용매100g에 녹을 수 있는 용질의 최대량(g)으로 나타낸다.포화용액용질의 농도가 용해도와 같은 상태의 용액을 말한다. 포화용액에서는 용매와 용질 그리고 용액 사이에 동적 평형이 형성된다.불포화용액용질의 농도가 용해도보다 낮은 용액을 지칭한다. 따라서 주어진 온도에서 용매의 양을 늘리지 않고도 더 많은 용질을 녹일 수 있다.과포화용액어떤 용액은 주어진 온도에서의 평형 농도보다 더 많은 양의 용질이 녹아있는데 이러한 용액을 과포화용액이라고 한다. 이 용액에 용질의 작은 조각을 넣어 주면 순식간에 침전이 형성된다. 넣어준 용질의 조각이 주형 역할을 해서 결정화를 돕기 때문이다.분별 결정용해도의 의존성이 크게 다른 물질들이 섞여 있을 때, 온도 변화에 따른 용해도 차를 이용하여 혼합물 중의 한 성분만을 고체로 분리하는 것을 분별 결정 또는 재결정이 라고도 한다. 분별 결정은 고체의 정제 방법으로 이용된다.화학 반응Ⅲ. 실험기구 및 시약▷기구 : 비커, Buchner깔때기, 감압거름 플라스크, 수도꼭지, 거름종이, 유리봉, 비등석, 증발 접시, 저울▶ Buchner깔때기(감압 깔때기) : 감압 거름에 쓰는 깔때기. 보통 깔때기보다 유효 거름 면적이 크고, 거름종이를 쓰는 것은 압력 차로 거름종이가 찢어지지 않도록 보호하는 구실을 한다.▶비등석(沸騰石) : 끓임쪽이라고도 한다. 액체가 끓는점이 되어도 끓지 않고, 끓는점 이상 으로 가열된 뒤 충격이나 이물질의 첨가 등으로 인해 돌발적으로 끓는 과열 현상을 돌비 현상이라고 한다. 비등석은 돌비현상을 막기 위해 액체가 끓기 전에 넣는 다공성(多孔性) 물질(아주 작은 구멍들이 나 있는 유리사기돌 조각 등)을 가리킨다. 비등석에는 아주 작은 구멍들이 있어서, 액체의 온도가 올라가면 이 구멍들 속에 들어 있는 공기가 팽창으로 인해 밖으로 나오면서 액체 속에 빈틈을 만들고, 이 때문에 액체는 끓는점이 되면 서서히 끓으면서 기화되는 원리를 이용한 것이다.▷시약 : 중크롬산나트륨이수화물(), 염화칼륨(KCl), 아세톤Ⅳ. 실험절차Buchner깔때기, 감압거름플라스크, 수도꼭지, 거름종이를 이용하여 감압 거름장치를 꾸민다.▶ 감압 거름 장치 : 결정과 용액의 차가운 혼합물을 뷔흐너 깔때기와 아스피레이터 에 연결된 감압 거름 플라스크를 사용하여 감압 여과 방법(낮아진 관속의 압력을 채우기 위해 공기의 이동이 생기게 되고, 이것이 흡입력으로 나타난다.)으로 여과하는 장치이다. 위 그림에서 마개는 물이 아스피레이터에서 역류하여 거름 플라스크 속 으로 들어오는 것을 막아 준다.

자연과학| 2014.10.05| 3페이지| 1,500원| 조회(368)

용해도, 실험, 분별결정

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산염기적정-

산-염기 적정Ⅰ. 실험목적표준용액을 만드는 방법과 중화적정의 기본 조작을 습득하고, 미지 시료의 농도를 중화 적정으로 결정하도록 한다.Ⅱ. 원리산-염기 적정수용액 중에서 산과 염기가 반응하면 정량적으로 중화되어 염과 물이 생성된다. 예를 들면 일반적으로 산을 염기로 적정할 때, 당량점 전에는 미반응의 산이 남아 있고 당량점 후에는 과량의 염기가 존재하게 되어 당량점 전후에서 수소이온의 농도가 급변하게 된다. 이때 산(또는 염기)의 농도와 부피를 알면 이와 반응하는 염기(또는 산)의 농도를 알 수 있다.중화반응이 완전히 끝나는 종말점(end point, 실험값)의 수소이온 농도를 지시약을 써서 관찰함으로써 화학 양론적 중화점인 당량점(equivalent point, 이론값)을 알 수 있다. 따라서 미지 농도의 어떤 산 용액의 규정 농도를 알려면 이 산 용액을 일정량 취하고, 이 산을 중화하는데 필요한 이미 농도를 알고 있는 염기 용액(표준용액)의 부피를 재면 곧 계산에 의하여 알 수 있다. 이것을 중화적정이라 한다. 완전한 중화 반응은 총 이온과 그와 같은 몰수의 이온과의 반응이다. 산 1몰 당 1몰의 를 낼 수 있는 임의의 산은 염기 1몰 당 1몰의 를 낼 수 있는 염기와 완전히 중화한다.노르말농도와 당량(당량 질량) : 1L 용액 속에 녹아 있는 용질의 g당량수를 노르말 농도(Normality; N)라고 하며, 당량은 어떤 원소가 산소 8.00g이나 수소 1.008g과 결합 또는 치환하는 양을 의미한다.⇒ (당량)= (원자량) / (원자가)⇒ (노르말농도) = (몰농도) x (가수) = (용질의 당량수) / (용액의 부피)지시약의 선정산-염기 적정에서는 중화 반응이 진행함에 따라 용액의 pH가 변하게 되는데, 당량점 전후에서는 일반적으로 급격히 변화한다. 이 당량점을 정확히 알기 위해서는 당량점 에서 용액의 pH에 바로 변색하는 지시약을 선정하는 것이 필요하다. 지시약으로 사용되는 대부분의 염료는 약한 산이기 때문에 중화되면서 적정 용액을 소모할 수 있으므로 오차를 줄이기 위해 가능한 한 적게 사용하는 것이 좋다. 실제 지시약의 색 변화는 특정 pH에서 일어나는 것이 아니라 어느 범위의 pH에서 일어난다. 따라서 색 변화를 감지하려면 pH변화가 2정도는 되어야 한다. 가장 좋은 지시약은 매우 진한 색을 가지고 매우 적은 양으로도 색 변화가 두드러진 것이다.센 산과 센 염기의 중화 : 강산과 강염기가 중화하는 당량점의 pH는 이론상 7.0 이다. 그러나 공기 중의 가 녹아 들어가기 때문에 실제는 이보다 낮은 pH 6.2- 6.5가 된다. 보통 페놀프탈레인, 메틸렌블루, 메틸오렌지 등을 쓴다.약산과 센 염기의 중화 : 반응결과 생기는 염이 가수분해하여 알칼리성을 나타내므로 당량점의 pH는 보다 높다.따라서 페놀프탈레인, 티몰프탈레인과 같이 pH 7-10에서 변색하는 지시약이 많이 쓰인다.센 산과 약염기의 중화 : 생성된 염의 가수분해 때문에 당량점에서의 pH는 7 이하가 된다. 따라서 메틸오렌지, 콩고레드(붉은색 4.2-6.3 노란색)와 같이 pH 3-7 에서 변색되는 지시약을 써서 적정한다.Ⅲ. 실험기구 및 시약▷기구 : 비커, 250㎖삼각플라스크, 뷰렛, 스텐드, 피펫, 필러▷시약 : 옥살산(Oxalic acid, ), 수산화나트륨(), 초산(Acetic acid), 1% 페놀프탈레인용액Ⅳ. 실험절차0.1N 용액의 조제 및 표준화(3회)0.1N 용액을 조제한다. ( 0.4g/증류수100㎖)0.1N 용액을 조제한다. ( 0.63g/증류수100㎖)250㎖삼각플라스크에0.1N 용액10㎖와 페놀프탈레인용액 2방울 정도를 넣고0.1N 용액으로 적정한다.⇒투명한 용액이 완전한 자주색으로 변하는 점에서의 적정량을 기록한다.(보통 10㎖의0.1N 용액에10㎖의0.1N 용액이 사용된다.)아세트산용액의 조제 및 표준화(3회)아세트산(Acetic acid) 1㎖와 증류수100㎖를 혼합한다.위의 용액에서10㎖를 취하여 250㎖ 삼각플라스크에 넣고 페놀프탈레인 용액 2방울 정도를 넣고 0.1N 용액으로 적정한다.⇒역시 투명한 용액이 완전한 자주색으로 변하는 점에서의 적정량을 기록한다.Ⅴ. 실험결과옥살산아세트산118.9㎖13.2㎖217.6㎖11.6㎖319.3㎖12.9㎖Ⅵ. 고찰이론대로라면 종말점이 당량점과 일치해야 하므로표준화 실험에서는 옥살산용액보다2배 부피로 반응해야 하고, 아세트산 표준화 실험에서는 같은 부피로 반응해야 하지만 첫 번째 실험에서는 모두 이론값보다 작은 부피로 반응했고, 두 번째 실험에서는 모두 이론값보다 큰 부피로 반응했다. 이러한 오차는 뷰렛으로 산을 염기로 적정할 때 완전한 자주색으로 변하는 점이 갑자기 나타나서 측정에 오류가 있었고,을 녹이는 과정에서 조금씩 넣어가며 녹이지 않고 한꺼번에 녹여서 딱딱하게 굳어버린를 완전히 다 녹이지 못 한데서 오류가 발생할 수 있다. 그리고 비커에 먼저를 녹이고 뷰렛에 넣었는데 이 과정에서의 조해성으로 농도가 변했을 가능성이 있다. 이는 두 가지 과정을 하나로 하면 줄일 수 있을 것이다. 즉, 공기와의 접촉면이 넓은 비커보다는 접촉면이 적은 뷰렛에 를 바로 넣어 녹이면 오차를 줄일 수 있다는 생각이다.

자연과학| 2014.10.05| 4페이지| 1,500원| 조회(441)

산염기, 실험, 산염기적정

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