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세제공업에 대하여(계면활성제 포함)

세 제 공 업1. 세제의 정의 및 분류오염(때)은 기름과 단백질, 무기고형물질, 색소 기타 유기물질 등으로 구성, 피세정물에 부착되어 있으며 이들을 제거하는 과정인 세정은 흡착, 습윤, 계면장력 저하, 유화, 가용화, 분산 등의 복잡한 물리?화학적 작용을 포함한다.세제란 이와 같은 오염에 대한 효율적인 세정을 도와주는 혼합물질로서 비누를 포함한 계면활성제를 주 세정성분으로 하여 경수연화제, 금속이온 봉쇄제, 오염 재부착방지제, 오염성분 분해 효소 등 세정보조성분과 유연, 표백, 형광증백효과 부여제 등 다양한 부대적 기능의 성분 등으로 구성된다. 따라서 세제는 이처럼 많은 정밀화학 제품들을 원료로 하고 있어 이들 산업의 발전과 밀접한 관계를 갖고 있다. 또한 세제는 섬유, 금속, 제지, 식품, 의약 등 각종 공업에 있어서도 효율적이고 고품질의 제품 제조를 위해 제조공정 중 긴요하게 이용되고 있기도 하다.세제는 고체의 표면에 부착된 오염물을 제거해 청결하게 하는데 사용하는 물질로 청결하게 하는 대상은 사람의 피부, 모발에서부터 섬유제품, 식기, 기구, 금속 등 우리 생활주변에서 일상적으로 접하게 되는 것들이다. 세제는 고체표면의 성질, 오염의 종류, 세정방법 및 용도에 따라 가정용(의류용, 주방용, 주거용, 신체용 등), 업무용(세정업용, 세차용, 이용업 등), 공업용(섬유, 피혁, 펄프, 제지, 식품, 금속, 전자공업 등)으로 구분한다. 세제산업은 일괄생산설비 및 체계적인 유통조직 구축을 위한 초기의 대규모 투자자금이 필요하다. 특히, 내수에 의존하며, 소비재 산업으로 세계적으로 품질수준의 차이가 거의 없고, 운반비 부담이 커 수출입 물량이 적은 내수 소비산업이다. 또한 제품의 고급화 및 차별화 추세로 가격이 부담되지 않는 소비 제품이다. 국내 세제산업은 국민의 생활수준 향상과 더불어 생활필수품으로 자리를 잡아, 급속히 성장했다.2. 세제의 탄생세제의 역사는 세정의 역사라고 말할 수 있다. 인류는 문명의 발달에 따라 신체와 의복, 주거 환경을 청결하게 유지하여 되었고 이에 착안한 미국의 P&G사가 Du Pont사와 공동으로 특허권을 획득하여 1933년 "Dreft"라는 가정용 세제를 판매하였다. 이것이 비누 이외에 가정에서 사용한 최초의 세탁용 세제이다. 고급 알코올황산에스테르염은 경수에 견디는 성질이 매우 우수하며, 세정력이 "로드유"나 "Nekal" 등보다 훨씬 우수하였기 때문에 가정용 세제뿐만 아니라 두발용 세정제로도 우수하여 P&G사가 1934년 발매한 샴푸 "Drene"에도 사용되었고 요즘에도 중요한 계면활성제로서 자리를 차지하고 있다.석유와 유지의 자원이 별로 없었던 독일에서는 당시 풍부하였던 석탄을 이용하여 석탄화학을 발달시켰고, 이를 기반으로 하여 다시 석유화학을 발전시켜 지금의 합성 세제 공업의 기초가 되고 있는 많은 계면활성제를 개발하였다. 1933년 Fischer-Tropsh법으로 사슬의 길이가 긴 파라핀에서 알킬설폰산 Mersolate와 오늘날의 합성 세제의 주류를 이루고 있는 알킬설폰산염 Igepal NA를 개발하였다. 이후 4년 후에 미국에서도 주식회사 National Aniline을 비롯한 여러 회사에서 알킬설폰산염을 개발하게 되었다.한편 1928년부터 1935년 사이에 폴리옥시에틸렌지방산에스테르와 폴리옥시에틸린알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에텔 등 일련의 '비이온 계면활성제'가 차례로 개발되었다.제2차 세계대전이 일어나자 야자유가 부족해져 미국에서는 제1차 대전중의 독일과 같이 야자유를 사용하지 않은 세정제가 필요해져서 주로 군대에서 알킬설폰산염이 사용되었다. 그러나 일반에게는 그렇게 많이 보급되지 않았다. 제2차 세계대전이 끝난 후 독일에 진주한 연합국의 기술 조사단은 독일의 각종 우수한 기술 가운데 합성 세제에 첨가하는 배합제인 폴리인산염, CMT(Carboxymethylcellulose), 형광 염료를 발견하였다. 이 배합제는 단순히 증량제로서 사용된 것이 아니고 오염이 매우 잘 제거되도록 하는 역할을 하는 것이었다. 독일은 비식용 원료를 이용하여 세정제를 만드는 꿈을 현실화한 것 응용기술은 제조된 각종 소량다품종의 중간체를 적절히 배합해 용도별로 최종제품을 제조하는 배합기술로 많은 노하우를 포함하고 있어 국내에서 기술개발이 가장 낙후된 부분이며, 시급히 기술개발이 이루어져야 할 것으로 분석된다.● 특 징계면활성제공업은 크게 세제분야와 공업용분야로 나눌 수 있다. 세제분야의 계면활성제는 기초원료를 사용해 단순한 화학공정을 거쳐 생산되는 비교적 대규모 생산체계를 갖고 있다. 그러나 공업용분야의 계면활성제의 경우, 소량다품종의 각종 계면활성제 중간체를 적절히 배합하는 응용기술이 핵심으로 소량 생산체계의 지식집약형 기술중심 공업이다.이러한 점은 첨가제산업에서도 유사하다. 첨가제 역시 단일물질 첨가제와 혼합물질 첨가제로 크게 나눌 수 있으며, 단일물질 첨가제는 세제와 마찬가지로 화학적 제조공정에 의해 쉽게 제조할 수 있다. 그러나 복합물질 첨가제는 여러 종류의 첨가제가 용도에 맞추어 배합되어 있는 것으로 이것 역시 응용기술이 핵심인 지식집약형, 기술중심공업이다. 이들 공업용 계면활성제나 복합물질 첨가제의 공통적인 특징은 소량다품종이면서 소량첨가제에 의해 최종 제품품질에 많은 영향을 미치고 응용범위가 타 정밀화학산업에 비해 넓다는 점을 들 수 있다.반면, 많은 노하우를 갖고 있어 기술개발이 어렵고 기술개발을 위해서는 많은 경험과 지식의 축적이 선행되어야 한다. 또한 국내의 기술수준이 선진국에 비해 낙후되어 있는 분야도 이 응용기술로써 앞으로 중점적인 기술개발이 요구되는 분야다. 즉, 계면활성제공업은 다음과 같은 특징을 가지고 있다.① 소량다품종 생산업종이다.② 소량첨가로 최종제품의 품질에 큰 영향을 미친다.③ 응용범위가 넓다.④ 시설투자가 적은 지식집약형 기술중심공업이다.⑤ 형상으로는 액체, 고체, 호상, 분말, 유상, 입상이 있다.⑥ 국내 대부분의 품종은 경쟁이 치열하다.3-2. 계면활성제 분류계면활성제를 분류하는 방법은 화학구조별, 합성방법별, 성능별, 용도별, 주요 원료별 등이 있다. 현재 실용상 가장 보편적으로 사용되고 있는 분류방법은 arge system에 사용되는 세제는 Charge soap라 부르며, 주성분인 음이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제 또는 그 양쪽 것으로 석검, 석유계 설폰산염, 알킬벤젠설폰산염 등이다. 모두 친수성이 크기 때문에 단독으로 사용하지 않고 비이온 계면활성제 또는 Coupling제와 혼합해 유용성으로 사용한다. 비이온 계면활성제로는 Polyoxyethylene alkyl ether, Polyoxyethylene alkyl phenyl ether, Alkylolamide 등이 사용되며, Coupling효과와 물과의 융화 의미에서 지방산의 Sorbitan ester 등이 배합된다.(4) 식품공업식품공업용의 계면활성제는 식품첨가물 중에서 유화제로 일괄되고 있으며, 화학적 합성제품의 유화제에 대해서는 식품에 유화, 분산, 침투, 세정, 기포, 소포, 이형 등의 목적으로 사용하는 첨가물 및 그 제제로써는 글리세린지방산에스테르, Sucrose지방산에스테르, Sorbitaan지방산에스테르, Stearyol황산에스테르, Propylene글리콜지방산에스테르의 5종이 있다. 또한 화학적 합성품 이외의 식품첨가물 리스트로는 엔쥬saponin, 키라야추출물, 효소처리lecithin, 효소분해lecithin, 스핀고지질, 식물sterol, 대두saponin, 토마토당지질, 동물성sterol, Sugar추출물, Lecithin(식물lecithin, 계란lecithin, 분별 lecithin)화학적 합성품 이외의 식품첨가물은 통상 천연첨가물이며, 소비자의 동향에 따라 증가하며, 종래의 식품첨가물 규제외에 있기 때문에 실제 조사로는 1000품목이 list up되고 있다. 표시에 대해서는 합성첨가물, 천연첨가물과 더불어 동시에 행하는 것을 원칙으로 하고 있다.(5) 제지?펄프공업계면활성제는 제지공업에서도 중요한 조제의 일종으로 종이 총 생산량의 0.05%의 계면활성제가 소비되고 있다. 펄프 및 제지공업에 있어서 계면활성제의 이용은 피치트러블 방지를 목적으로 한 정제공정에 의한 응용이 주이지써는 Pine Oil, C5~C8의 알콜 등 비이온 계면활성제가 이용된다. 친수성인 광물표면을 소수성으로 하여 부유선광의 기포에 광물이 부착하기 쉽도록 한 약제를 포집제라고 한다. 포집제에는 Alkyl dithiophosphate oleic산 석검 같은 음이온 계면활성제가 황화광물의 처리에 이용되어, 최근에는 산화광물의 처리에 카치온 활성제가 주로 사용된다. 선광, 선탄공정 및 용수폐수처리 공정에서 현탁액의 고체, 액체의 분리는 중요한 공정의 하나로 생각된다. 이것의 분리는 기계적 조작으로 해결되고 있지만 콜로이드 및 콜로이드에 가까운 미랍자의 현탁액으로 되면 기계능력에도 한도가 있고 활성제를 사용해 현탁액을 응축시키는 것이 고려되고 있다. 이러한 분야에는 모노올레핀계 중합체, 비닐 및 아크릴계 중합체 같은 고분자 화합물이 주로 이용되고 지방산 석검(C12~C18), 아민초산염(C12~C18)계 제4급암모늄염, 알긴산소다가 적당하고 CMC, 젤라틴 등의 고분자물을 이용해 응결제로 작용한다.(8) 화장품공업최근 문화생활 향상에 따라 화장품의 사용층 및 수요량이 증가해 제품의 종류도 다품종, 다양화되고 있다. 새로운 계면활성제의 출현에 의해 종래 여러형태의 화장품이 계속 개발되고 있다. 화장품공업에서 계면활성제 품질로써 요구되고 있는 사항은 색이 담색으로 된 것, 무취이어야 하는 것, 안정성이 좋은 것, 피부위생학상 독성 및 자극성이 없는 것으로써 계면활성제 단독 뿐만 아니라 최종 화장품에 대해서도 엄밀히 시험하는 것이 필요하다. 여기에 사용되는 계면활성제로는 Anion계면활성제로써 오랜동안 화장품에 사용되고 있는 것은 석검이다. 석검은 세정제 및 기포제로써 샴푸, 치약 등에 사용되고 있지만 Vanishing cream 및 콜드크림같은 화장품의 유성성분으로 스테아릭산 및 밀랍을 가해 유화할 때 알카리를 가해서 겔화해 석검을 만들어 이것을 유화제로 한 방법이 종래에 행해지고 있다. 알카리는 NaOH, 가성카리 그외 알칸올 아민류가 사용된다. 알카리황산염 및 알카리에.

공학/기술| 2007.12.02| 19페이지| 1,000원| 조회(439)

비누, 계면활성제, 세제, 합성세제, 세제공업

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니트로화반응의 예비와 결과 레프트 평가A+최고예요

방향족화합물들의니트로화 반응1.실험목적실험에서는 친전자성 방향족 치환반응의 중요한 예제의 하나인 nitration(니트로화)를 알고 이를 통해 nitrobenzene을 합성해 봄으로서 nitration반응을 이해한다.2.실험이론니트로화란 유기화합물에 한 개 또는 두게 이상의 니트로기를 도입하는 단위공정으로 정의 되고, 니트로 화합물이란 일반적으로 니트로기가 탄소와 결합되어 있는 구조의 화합물을 말한다.방향족 니트로화합물은 주로 고성능 폭약 혹은 보조장약(TNT,tetryl) 같은 것에 용도가 제한 되어 있기는 하나 환원반응에 의한 amine의 제조와 관련된 화합물(benzidine, p-aminophenol)의 제조에 대한 중간체로도 매우 유용하다.니트로벤젠(b.p. 209℃)은 유기물질에 대하여 양호한 용매이며, 많은 무기화합물(AlCl₃ZnCl₂)도 용해시킬 수 있다. 또한 때때로 반응 매개체와 재결정을 위한 용매로도 사용하여진다.대부분의 니트로화합물들은 매우 위험할 만큼 유독하므로 조심스럽게 다루어야한다.니트로화 반응은 순수한 질산, 진한 황산과 질산의 혼합물 그리고 빙초산 또는 acetic anhydride의 질산용액에 의하여 진행될 수 있으며, 적절한 니트로화 반응의 시약 선정과 반응의 조건은 니트로화 반응을 진행시키는 화합물의 반응성과 니트로화 반응 매체 안의 용해도 그리고 생성물의 분리와 정제의 용이성 같은 요소들에 근거를 둔다.니트로화 반응의 반응 경로는 광범위하게 연구되어 왔으며, nitronium ion [O=N=O]+ 은 반응성이 좋은 친전자 화학종으로 알려져 있다.이 이온은 질산과 황산의 가역적인 상호작용에 의해 독특한 니트로화 반응 혼합물 안에서 형성된다.니트로화 반응의 용이성 및 지향성은 방향족 고리에 존재하는 치환체들의 성질에 의존한다.진한 황산 및 질산의 혼합물과 벤젠과 같은 방향족 화합물의 반응을 통하여 방향족고리에 니트로기가 치환된다. 이 반응은 친전자체가 nitronium ion (NO₂ )인 치환반응의 한 예이다.벤젠은 뜨겁NO₂+)은 황산과 좀더 약산인 질산과의 반응에서 얻어진다.이 과정은 Oxoniumion ion fragment가 물을 잃으면서 카르보 양이온이 생성되는 알코올의 탈수반응의 반응속도 결정단계와 유사하다.니트로화 반응에서의 속도결정단계는 Nitronium iom의 공명안정화 중간체를 형성하는 기그마결합으로부터 한쌍의 π전자를 편재화하는 방향족 고리화의 반응이다.마지막 단계에서 중간체는 빠르게 proton을 잃고 방향성을 가진 고리가 된다.@니트로화 메커니즘니트로화는 S 2친전자성 방향족 치환의 가장 중요한 예의 하나이다. 비록 반향족 니트로화 화합물들이 주로 강력한 폭발물 또는 보조 로켓 추진 입자들(TNT, Tetryl)로 사용된다는 용도의 한계가 있지만, 원하는 아민류와 간접적으로는 많은 다른 작용기들(-OH,-CN,-I)의 제조에서 중간체로서 매우 유용하다. 니트로벤젠(bp 209℃)은 유기물질의 좋은 용매이며 또한 많은 무기 화합물(AlCl₃ZnCl₂)을 용해한다. 많은 니트로 화합물들은 위험한 독성이 있으므로 만드시 주의 깊게 다루어야만 한다.니트로화 메커니즘은 널리 연구되어 왔으며, 대부분의 방향족 물질들에서 활성을 띤 친전자성 종들이 니트로늄 이온, [O=N=O]+으로 알려졌다. 이것은 전형적인 니트로화 혼합물에서 질산과 황산들의 가역 반응을 통해 형성된다. 니트로늄 이온에 의한 방향족계에 대한 공격후에 빠른 양성자 손실로 니트로화 유도체를 생성한다.HNO + 2H SO [O=N=O] + [H O] + 2[HSO ][O=N=O] + +H SO니트로화의 용이성은 존재하는 치환기들의 성질에 의존한다. 즉, 전자주는 기들 (-OH, -NHCOCH ,-CH )은 니트로화를 촉매시키고, 전자를 끄는기들 (-NO ,-CO H)은 반응을 느리게 한다.니트로화 반응은 가역 반응이 아니므로 생성물에서의 ortho, meta, para 이 성질체들의 분포는 각 위치에서의 상대 치환 속도들에 의하여 조절된다. 일반적으로 치환기들은 3부분으로 나누어진다.(1)활성 및 or , -I(3))활성감소 및 meta 지향성-CCl ,-COCH ,-CO CH ,-NO ,-(NR )+ , -CN, -SO H벤젠과 치환된 벤젠혼합물들의 니트로화 연구로 ortho, meta, para 이성질체들의 수득률에 대한 치환기 효과의 자료가 얻어졌다. 이들 자료로부터 벤젠의 특정위치에 대한 치환된 화합물들의 주어진 위치의 상대속도를 계산 할수 있다.3.실험 기구 및 시약20*150mm시험관 허쉬 깔때기3.3ml의 진한 30%질산 수용액 받개 플라스크온도계 진한 염산파스퇴르 피펫 거름종이25ml둥근 바닥 플라스크끊임 쪽냉각기4.실험방법@벤조산 o-와 p-메틸의 정제이 방법은 자극적이고 독성 있는 페놀을 사용한다. 전체 과정은 페놀 증기들의 노출을 최소화하기 위해 후드에서 수행하여야만 한다. 이방법은 상당히 만족스러운 결과를 내지만, 과정의 세부적인 면에 대한 주의가 요구된다.(1) 큰 실험관에 3.3ml의 진한 30% 질산 수용액을 넣는다.(2) 온도계를 실험관에 끼워두고 니트로화가 끝날때까지 가만히 놓아둔다.(3) 얼음중탕에서 산의 온도가 5~10℃ 가 될 때까지 냉각시킨다.(4) 액화딘 페놀을 1ml첨가한다.(5) 물 10ml를 넣고 흔들어 주어 내용물을 섞어준다. 반응혼합물을 냉각시켜서 반고체 유 기층을 정치시키고 피펫을 이용하여 위 수용액 층을 제거한다.(6) 진한색의 유기층을 전체 15ml의 물을 사용하여 25ml둥근 바닥 플라스크에 옮긴다.(7) 끊임쪽을 첨가하고 증류헤드를 플라스크에 부착 시키고 둥근 바닥 플라스크를 받개 플 라스크로 사용한다.(8) 냉각기에 물 통과 시키지 않아야 한다. 결정화가 생겨 냉각기를 막아 버릴수 있다.(9) 가열 플라스크를 가열하여 물과 거의 순수한 연노랑의 o-니트로페놀로 구성된 증류물 5~10ml를 수집한다.(10) 허쉬 깔때기로 결정을 모은다.(11) 결정의 수득량은 250~300mg, mp는 약 45℃이다.(12) 가열플라스크에 있는 p-니트로페놀과 더럽혀진 산화 생성물들의 지저분한 혼합물인 흑갈색 찌꺼, 가볍고 연한 황갈색 바늘 모양 결정 을 허쉬 깔때기에 모은다.(15) 수득량은 100~150mg, mp는 112~113℃이다. 3%염산과 첨가된 활성탄으로 부터의 재결 정을 통해 거의 백색 생성물 , mp113~114℃얻을수 있다.@니트로 벤젠의 합성(1) 500㎖ 둥근 바닥 플라스크에 진한 HNO3 35㎖(49g)를 넣는다.(2) 냉각수로 냉각하면서 진한 H2SO4 40㎖(72g)을 천천히 가한다온도계를 반응액에 집어넣어 온도가 60℃를 넘지 않도록 주의하면서 벤젠을 한번에 약 3㎖씩 가하고는 잘 흔드는 방식으로 전량 29㎖(25g)을 추가한다.(3) 벤젠을 다 가한 후 환류 냉각기를 부착하고 물중탕 내에서 60℃에서 45분간 가온한다.(가온 할 동안 반응액을 잘 흔드는 것을 잊어서는 안 된다.)(4) 가온이 끝나면 반응액을 증류수 약 30㎖ 중에 서서히 가하면 니트로벤젠은 유상으로 가라 앉는다.(이 때 용액 위에 뜨기도 한다. 유상액체이므로 알아보기 쉽다.)니트로벤젠은 아세톤과 섞으면 잘 섞이므로 소량의 아세톤을 떨어뜨려 확인해 본다.(5)교반하고 정치시킨 후 상수(上水)층을 대부분 경사법(decantation)으로 제거하고 나머지 부분을 분액깔때기에 옮긴다.(6) 냉수를 같은 부피만큼 가해서 잘 흔들고 정치시켜 니트로벤젠을 분리한 후 다시 분액 깔때기에 묽은 NaCO3 수용액을 가한다.(이때 CO2가 발생하므로 분액깔때기를 거꾸로 하여 콕을 열고 내압을 제거하는 조작을 잊어서는 안 된다.)(7) CO2가 발생하지 않으면 Na2CO3용액부분을 제거한다.(Na2CO3용액은 산을 중화하기 위해 가한다.)(8) 니트로벤젠을 작은 삼각플라스크에 넣고 입상(粒狀) CaCl2 소량을 가해서 코르크마개 로 막고 때때로 흔들면서 방치시켜두면 니트로벤젠은 건조되어 투명한 액이 된다.(이 건조작에 약 30분이 필요)(9) 건조, 여과 후 증류장치를 통해 b.p.(니트로벤젠의 b.p. range 207～211℃)차를 이용, 합 성된 니트로벤젠을 최종적으로 얻는다5.실험주의을 사용해야만 한다.6.참고 문헌http://kowon.dongseo.ac.kr/%7Eccpark/root/organ/or_ex08_ob.htmEXPERIMENTAL ORGANIC CHEMISTRY - A Small-Scale Approach 유기화학실험방향족화합물들의니트로화 반응(결과레포트)1.실험 제목방향족 화학물들의 니트로화반응2.실험목적실험에서는 친전자성 방향족 치환반응의 중요한 예제의 하나인 nitration(니트로화)를 알고 이를 통해 nitrobenzene을 합성해 봄으로서 nitration반응을 이해한다.3.실험이론@벤젠의 니트로화 반응 -반응 메커니즘@니트로화 메커니즘니트로화는 S 2친전자성 방향족 치환의 가장 중요한 예의 하나이다. 비록 반향족 니트로화 화합물들이 주로 강력한 폭발물 또는 보조 로켓 추진 입자들(TNT, Tetryl)로 사용된다는 용도의 한계가 있지만, 원하는 아민류와 간접적으로는 많은 다른 작용기들(-OH,-CN,-I)의 제조에서 중간체로서 매우 유용하다. 니트로벤젠(bp 209℃)은 유기물질의 좋은 용매이며 또한 많은 무기 화합물(AlCl₃ZnCl₂)을 용해한다. 많은 니트로 화합물들은 위험한 독성이 있으므로 만드시 주의 깊게 다루어야만 한다.니트로화 메커니즘은 널리 연구되어 왔으며, 대부분의 방향족 물질들에서 활성을 띤 친전자성 종들이 니트로늄 이온, [O=N=O]+으로 알려졌다. 이것은 전형적인 니트로화 혼합물에서 질산과 황산들의 가역 반응을 통해 형성된다. 니트로늄 이온에 의한 방향족계에 대한 공격후에 빠른 양성자 손실로 니트로화 유도체를 생성한다.+ HNO + H SO + H O +HSO염기로작용 산으로작용1. H-O-NO + HOSO H H-O-NO HSO2. H-O-NO +H SO NO + H O + HSO4.실제 실험방법@ m-니트로벤조산 메틸(1)진한 황산 3ml을 50ml삼각 플라스크에 넣고 산을 차가운 물로 냉각시킨 다음 흔들면서 벤조산 메틸 1.3ml를 첨가한다.(2)다시 한번 차가운 물로 냉각시키고 진붓는다.

공학/기술| 2007.12.02| 10페이지| 1,000원| 조회(1,171)

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2차 친핵성 치환 반응

2차 친핵성 치환 반응1.실험 제목 : 2차 친핵성 치환반응2.실험 이론아세톤 용액에서 브로모알칸은 요오드화나트륨과 반응하여 요오드화 알킬과 브로화나트륨이 생성된다. 이 특별한 반응은 핀켈슈타인(Finkelstein)반응으로 알려져 있지만, 유기치환 반응의 매우 광범위한 종류 중의 하나일 뿐이다. 몇 가지 반응들이 그것들을 발견한 사람의 이름을 따서 이름을 붙였지만 오늘날에는 대부분 반응들이 그 메커니즘에 의하여 구분된다. 예를 들어 다름 반응들은 2차 친핵성 치환 반응(second-order nucleophilic substiution) 또는 Sn2로 분류 된다.Na I + R-BR I-R +NaBrFinkelstein reactionCH O +C H -I CH O-C H +IWilliamson ether synthesisCH CHCH N: +CH OSO H CH N -CH SO HCH CHMenshutkin reaction일련의 고전적 논문들에서 휴즈(Hughes)와 인골드(Ingold)는 친핵성 치환 반응을 상세히 다루 었다. 그들은 들어가는 친핵체가 이탈기의 반대쪽에서 탄소를 공격함을 보였다.C H CH C HI + C -Br I C Br I-C +BrH CH H CH CH HNucleophile Substrate Transition state키랄중심에서 치환이 일어나면 중심 탄소에 결합되어 있는 치환기들의 배치가 반전(inversion) 되어 광학활성이 변한다. 이러한 반전은 Sn1반응과 다른 점이다.휴즈와 인골드는 또한 반응속도가 친핵체 및 기질의 농도에 비례함을 보였는데, 그래서 “2차”친핵성 치환반응이라한다.산-염기 화학에서 염기도는 염기의 전자쌍을 양성자(H )에 제공하려는 정도를 의미한다. Sn2반응에서는 친핵체가 공격받는 탄소원자와 전자쌍을 제공하려는 정도를 의미한다. 강염기와 약염기가 있는것처럼 좋은 친핵체와 불충분한 친핵체가 있다. 1주기 원소들만을 비교해보면 친핵성과 염기도 사이에는 어느정도 상관관계가 있다. 하지만, 양성자성 용매에서는 2주기 및 3주기 원소들이 그렇나 상관관계에 이해 예측되는 것보다 훨씬 친핵성이 크다. 그래서 요오드 음이오(iodide)은 플루오르 음이온(fluoride)보다 훨씬염기도가 작지만, Sn2반응에서는 100배 이상 반응성이 크다.1주기 원소들의 작은 반응성은 양성자성 용매에서 용매화 정도가 큰 것과 관련이 있어 보인다. 친핵체가 반응하려면 상당히 안정화되어 있는 용매화가 해리되어야 하기 때문이다.2주기 원소들의 큰 친핵성은 그것들의 큰 편극성으로 설명된다. 그러나 이러한 설명은 의문스러운데, 양성자성 극성 용매에서보다 용매화의 정도가 훨씬 약한 비양성자성 극성 용매에서는 염화 이온의 친핵성이 요오드화이온보다 크기 때문이다.Sn2 반응에 여러 가지 용매가 사용되어 왔다. 메탄올은 쉽게 구할수 있고 비싸지 않다. 필요하다면 무기염의 용해도를 증가시키기 위해서 물을 첨가할 수 있다. 빙초산 또는 그 수용액 역시 유용하다. 아세톤은 극성인 비양자성 용매로서, 유전상수는 크지만, 수산기(OH)는 갖고 있지 않다.용매의 선택은 Sn2반응속도에 매우 큰 영향을 끼친다. 기본 원칙은 극성용매는 이온 및 쌍극자를 안정화 시킨다는 것이다. 분산된 전하는 집중된 전하보다 덜 안정화 된다. 예를 들어, 브로모부탄과 요오드 음이온의 핀켈슈타인 반응에서 요오드 음이온의 전하는 집중되어 있다. 그러나 전이상태에서는 전하가 요오드 음이온과 브롬 음이온 양쪽으로 분산된다. 그래서 출발물질이 전이상태로 변화함에 따라 용매화 에너지의 손실이 발생하는데, 이는 극성이 작은 용매에서 보다는 극성이 큰 용매에서 반응속도가 느려짐을 의미한다. 실제로는 극성이 너무 작은 용매를 사용해서는 안 되는데 그 이유는 요오드화 나트륨은 거의 녹지 않아 반응이 전혀 일어나지 않기 때문이다.핀켈슈타인 반응에서는 아세톤이 용매로서 특별한 이점이 있다. 그 이유는 출발물질인 요오드화 나트륨은 녹지만, 생성물인 브롬화 나트륨은 녹지 않기 때문이다. 즉 반응이 진행함에 따라 브롬화 나트륨은 침전으로 제거되기 때문이다.언급했듯이 이온성 치환반응에서는 극성인 비양성자성 용매에서는 언제나 반응이 더 빠르다.3.실험 도구50ml 둥근 바닥 플라스크 아세톤끊임쪽 요오드화 나트륨분액 깔때기 브로모부탄여과장치 무수 염화칼슘

공학/기술| 2007.11.11| 4페이지| 1,000원| 조회(868)

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나일론합성의 예비와 결과 보고서 평가A+최고예요

나일론 6,10 합성목차1. 실험 제목 ------------------------3P2. 실험 목적 ------------------------3P3. 실험 이론 ------------------------3P4. 중요용어정리 ---------------------7P5. 실험 기구 및 시약-----------------8P6. 실험 방법-------------------------9P7. 주의 및 참고사항------------------11P8. 참고 문헌 ---------------------12P1. 실험 제목 :나일론 6,10의 합성2. 실험 목적 :다이아민류(diamines)와 다이카르복실산류(dicarboxylic acils)로부터 만드는 폴리 아미드(pokyamide)는 보통 나일론이라 부르는 축합중합체(condensation polymer) 의 일종이다.염화세바코일과 헥사메틸렌다이아민으로부터 폴리아미드인 나일론을 합성한다.나일론은 직물용의 섬유로서 널리 사용된 첫번째 합성고분자이다. 나일론 6,6 또는 나일론 6,10 과 같이 다른 나일론들의 이름은 단량체의 탄소수에 따라 붙여졌다. 대부분의 나일론들은 디아민과 디카르복시산의 축합반응에 의하여 합성된다. 카르복시산과 아민화합물로부터 나일론을 합성해본다. 일반적으로 나일론 6,6은 공업적으로 합성하여 얻어지는 결과이고, 나일론 6,10은 실험실에서 이론에 의해 소규모로 얻어질 수 있는 결과로 일컬어지고 있다.3. 실험 이론 :① 나일론폴리아미드계 섬유에 대하여 사용되는 일반 명으로 최초의 합성섬유로 1938년 델러웨어 주 윌민튼에서 W.H. Carothers박사와 그의 과학자 그룹에 의하여 발명 되었다. nylon 66이 이것으로, 미국, 영국, 캐나다, 프랑스 등에서 만들어지고 있 는 나일론제품의 대부분을 차지하고 있다.나일론의 정확한 정의는 주 폴리머 고리의 구성 요소로서 아미드 그룹이 반복되 고 또한 축선의 방향으로 구성 요소를 적응시킨 필라멘트를 조성시킬 수 있는 긴 고리장의 합성 폴리머릭소를 이용한 무기 고분자들로서 최근 활발하게 개발되고 있 다. 건축이나 실내 장식 등에 많이 사용되는 실리콘 고무나 실리콘 접착제, 또는 고급 윤활유로 사용되는 실리콘 오일 등이 있다.ⅲ. 기능성 고분자(functional polymer)지금까지의 일반적인 용도에서 벗어나서 강철과 비슷한 정도의 강도를 갖거나, 전기 전도도를 나타내거나, 생체에 의한 거부 반응이 없어서 인공뼈나 인공 장 기등에 사용할 수 있는 등의 특수 목적에 사용할 수 있는 고분자로 이러한 것의 개발도 활발하게 이루어지고 있다.③ 단량체(단위체)고분자 화합물을 이루고 있는 기본적인 화합물을 말한다.단위체가 갖춰야할 필수 요건은 반드시 이중 결합이 적어도 하나 이상이 있거 나, 쉽게 반응할 수 있는 작용기가 2개 이상 있어야 한다. 이 때 단위체 분자가 2개 이상이 결합하는 반응을 “중합”이라고 한다.* 중합의 종류i. 첨가 중합이중결합을 가지고 있는 화합물이 첨가 반응에 의해 중합체를 만드는 반응을 말한다.특히, 같은 종류의 단위체가 계속 첨가되는 경우가 많다.(예: 폴리에틸렌)ⅱ. 공중합 : 다른 종류의 단위체가 계속 첨가하여 중합체를 만드는 반응(예: 부나-S고무)n (부타디엔+스티렌) → 부나-S 고무n CH2=CH-CH=CH2 + n CH2 = CH → -CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH-ⅲ. 축합 중합 : 단위체들이 결합할 때, 2개의 작용기로부터 물이 빠져나가고 중 합하는 반응(예: 6,6-나일론)④ 합성 고분자 화합물의 종류와 특성합성 고분자 화합물은 흔히 플라스틱류(plastics)로 부르는데 플라스틱이라는 말 자체에는 가열하면 부드러워진다는 의미가 담겨 있다.? 열가소성수지-가열하면 말랑말랑해지는 합성 고분자 화합물PVC, 플라스틱 봉지, 나일론 등이 있다.? 열경화성수지-가열해면 굳어지는 합성 고분자 화합물열경화성 수지는 수지가 굳을 때 그물 구조를 이루게 되어 열에 도강하므로 접착제에 응용되는 페놀 수지(단위체 : 페놀 + 포름 알데히드), 요소수지(단위체 : 요소 + 만든 아라미드 섬유 같은 것은 매우 강하고 튼튼한 물성을 갖는다.⑥나일론6,6이 나일론은 공업적으로 헥사메틸렌디아민과 아디프산을 215℃에서 여러 시간 그리고 270℃진공하에서 약 한시간 반응시켜 얻는다.: 아디프산 + 헥사메틸렌디아민 -> 폴리헥사메틸렌 아디프아미드 또는 나일론 6,64. 중요용어정리1) ε-카프로락탐5-아미노카프로산락탐 ?ε-카프로락탐이라고도 한다. 화학식 C6H11NO, 분자량113.16, 녹는점 69.2℃, 끓는점 139℃(12mmHg). 물 ?에탄올 ?에테르 ?벤젠 등에 녹는다. 염산 등의 산과 가열하면 가수분해에 의하여 ε-아미노카프로산염이 된다. 시클로헥사논옥심을 진한 황산과 가열하여 얻는다. 또 230～260℃로 가열하면 중합체가 된다.이 중합체를 방사공으로부터 꺼내어 냉각시킨 것이 6-나일론(아밀란이라고도 한다)이며, 그 원료로 대량으로 생산되고 있다. 또 다른 단위체와의 혼성중합에 의하여 혼성폴리아미드를 합성하는 원료로도 사용된다2) 축합중합중축합 축중합 또는 폴리중합이라고도 한다. 반응은 단계적으로 진행되며 생성시간은 반응시간과 더불어 증대하므로 시간을 가감함으로써 생성물의 중합도를 쉽게 조절할 수 있다. 아디프산 HOOC(CH2)4COOH과 헥사메틸렌디아민 NH2(CH2)6NH2에서 6,6-나일론을 합성하는 반응이 전형적인 예이며, 이러한 축합반응에 의한 생성물이 다시 축합을 반복하여 폴리아미드 화합물의 하나인 6,6-나일론이 된다. 이 밖에 폴리에틸렌텔레프탈레이트 ?알키드수지 ?페놀수지 ?규소수지 등의 생성반응으로서도 공업화되어 있3) 첨가중합부가중합이라고도 한다.이 중합형식에서는 단위체의 단위에서 분자나 원자가 이탈하지 않고 중합체가 생성된다. 따라서, 생성된 고분자중합체의 분자식과 단위체의 분자식과는 거의 일치한다. 1836년 시몬에 의해서 액상( 스티렌을 방치하면 고체가 되는 현상이 알려졌고, 그 후 H.슈타우딩거는 이런 종류의 반응을 연쇄반응에 의한 중합반응이라고 해석하였다. 이런 종류의 반응은 같은 종류의 분자지의 원료로도 사용된다. 아디프산과 옥틸알코올?데실알코올 등의 디에스테르는 가소제나 합성윤활유로서도 사용된다5) 헥사메틸렌디아민1,6-디아미노헥산이라고도 한다. 화학식 H2N(CH2)6NH2. 분자량 116, 끓는점 100 ℃(20 mmHg), 녹는점 442 ℃. 물 ?에탄올 ?벤젠 등에 녹는다. 아디포니트릴을 암모니아 존재하에서 접촉 환원하여 얻는다. 6,6-나일론의 합성원료이다.6) 디카르복시산옥살산 ?숙신산 ?타르타르산 ?글루탐산 등은 자연계에 존재하는 디카르복시산인데, 가장 간단한 것은 탄소수 2인 옥살산이고, 글루탐산 ?숙신산은 탄소수가 각각 3,4이다. 냄새가 없는 무색 결정으로 뜨거운 물에 녹는 것이 많으며, 모두 이염기산으로서의 성질을 보인다. 공업적으로는 나일론의 원료가 되는 아디프산, 에스테르계 합성섬유(테트론 등)의 원료가 되는 테레프탈산, 조미료의 원료가 되는 글루탐산 등이 중요하다.5. 실험기구 및 시약비이커(250 mL)눈금피펫(5 mL)핀셋유리 막대(젓게)오븐 또는 진공 오븐진공 펌프감압플라스크뷰흐너 깔대기저울녹는점 측정기페놀프탈레인(또는 식용 색소)메탄올 또는 아세톤헥사메틸렌다이아민(Hexamethylenediamine or 1,6-Hexanediamine)-분자식: H2N(CH2)6NH2분자량: 116.21g/mol녹는점(m.p): 42 ℃끓는점(b.p): 205 ℃염화 세바코일(SEBACOYLCHLORIDE)-분자식: C10H16Cl2O2분자량: 239.14 g/mol밀도(d): 1.121굴절률: 1.4728사염화탄소(Carbon Tetrachloride)-분자식: CCl4분자량: 153.84 g/mol녹는점(m.p): -23℃끓는점(b.p): 76.75℃비중= 1.63195굴절률=1.45732물에 녹기 어렵고, 그 용해도는 0.08g/100g(20℃). 알코올, 에테르에 녹음수산화나트륨(sodium hydroxide)-분자식: NaOH분자량: 40.01 g/mol녹는점(m.p): 318.4℃(cf. 순수한 것은 녹는점이 328와 같 은 유기용매에는 잘 녹지 않는다. 한편 염화 세바코일은 물에는 잘 녹지 않고 유기 용매에 잘 녹는 특성을 가지고 있다. 따라서 수산화 나트륨을 촉매로 포함 하는 수용액과 유기 용매 사이의 계면에서 중합 반응이 진행되어 나일론 6,10이 생성된다. 수용액이나 유기 용매에 잘 녹는 발광 물질을 첨가하면 색이 있는 나 일론을 만들 수도 있다)B. 교반방법1. 헥사메틸렌다이아민 2.3g 과 수산화나트륨 0.8g을 물 160mL에 용해시킨 후 조리용 혼합기에 넣는다.반면 따로 염화 세바코일 2mL를 테트라클로로 에틸렌 100mL에 녹인다.2. 혼합기를 세게 돌리면서 이 용액을 15초에 걸쳐 부어 넣고 2분간 교반을 계속 한 후 생성된 나일론을 유리거르개를 사용하여 거른다.(혼합기의 뚜껑을 연 채로 교반하면 액이 밖으로 튀어나올 염려가 있으므로 알루 미늄 박지로 혼합기 통의 위를 씌우고 가운데 조그마한 구멍을 뚫고 세바코일 용액을 불어넣고 혼합기의 뚜껑을 닫는다.)3. 생성된 중합체를 씻어 말려 그 무게를 달고 녹는점을 측정한다.7. 주의 및 참고사항1. 사염화 탄소, 메탄올, 염화 세바코일, 수산화 나트륨은 자극적이며 독성이 있으 므로, 피부에 직접 닿거나 증기를 흡입하지 않도록 조심한다. 특히 합성된 나일 론을 충분히 씻기 전에는 맨손으로 만지지 않도록 주의한다.2. 합성한 나일론이나 반응 후에 남은 용액은 반드시 회수해서 적절하게 처리해야 한다.3. 페놀프탈레인 용액 대신 브로모티몰블루나 식용 색소를 사용해도 좋다.4. 합성한 나일론 및 사용하고 남은 반응물질을 생크대에 버리지 않도록 한다.5. : 한 방울의 메틸레드 또는 브롬 크레졸블루를 반응용액에 가해주면 착색된 나일론을 얻을 수 있다.6. 모든 약품 피부에 묻으면 안 됩니다. 실험대위에서보다 후드안에서 해야 한다.[ 참고사항 ]염화세바코일 비중 1.121몰질량.염화세바코일 239.14 g/mol헥사디클로로메탄 116 g/mol수산화나트륨 40.0 g/mol*나일론 생성 반응에서 NaOH의 역할NaOH .

공학/기술| 2007.11.11| 16페이지| 1,000원| 조회(4,414)

나일론, 나일론합성, 나일론 6 10 합성, 6 10

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디아조화반응과 커플링 반응

디아조화 반응과 커플링 반응 Diazotization and Coupling Reaction목차1. 실험 제목 ------------------------3P2. 실험 목적 ------------------------3P3. 실험 이론 ------------------------3P(1) 다이아조화 반응(2) 짝지음 반응4. 중요용어정리 ---------------------7P5. 실험 기구 및 시약-----------------9P6. 실험 방법-------------------------10P*Methyl Orange의 합성*술파닌산의 디아조화 반응7. 참고문헌--------------------------11P1. 실험 제목 :디아조화 반응과 커플링 반응(Diazotization and Coupling Reaction)2. 실험 목적 :염료의 합성에 있어 중요하게 이용되고 있는 디아조화 반응과 coupling 반응에 대하여 알아본다.Sulfanilic acid의 Na염을 다이조화하여 생성된 diazonium염과 dimethyl 짝지음을 coupling시켜 pH에 따라 변색하는 지시약 methyl orange(sodium p-dimethyl aminoazo benzene p'-sulfonate)을 만들어서 다이아조화반응과 짝지음반응에 대한 이해를 도모한다.3. 실험 이론 :술파닐 염의 Na염을 먼저 디아조화하고, 생성된 디아조늄 화합물을 디메틸아닐린과 짝지음(coulping)시키면 메틸 오렌지가 생성된다. 디아조 반응(diazotation)이란 방향족 아민에 1당량의 아질산 나트륨(NaNO2)과 3당량의 무기염 (HCl, H2SO4)을 작용시키고 반응 온도를 0～5℃로 냉각시키면 이온성인 디아조늄염을 생성하는 반응을 말한다. 이 디아조늄염은 건조된 상태에서는 약간의 충격에도 폭팔하는 위험한 물질이지만 용액 상태에서는 이와 같은 위험성은 전혀 없어 원만히 반응을 진행시킬수 있어 아조 염료의 형성에 많이 이용된다.짝지음 반응(coulping)이란 디아조늄 화위하여 필요하다(그림 1-2).Diazonium salt는 일반적으로 불안정하나 낮은온도(0～5℃) 및 산성이나 약 염기성 용액에서는 비교적 안정하여 다른 여러 가지 친핵체들에 의해 쉽게 치환될 수 있기 때문에 의약품, 농약, 염료합성 반응에 널리 이용되고 있다. 한 예로 diazonium salt에 적절한 할로겐화 구리(CuX)를 넣어 반응시키면 (Sandmeyer 반응) 방향족 고리에 할로겐이 치환된 화합물을 쉽게 얻을 수 있다(그림 1-3).또한, 이들 diazonium ion 은 친전자체로서 다음과 같은 공명구조를 가지고 있다.Nitronium ion(NO2+) 보다는 약한 친전자체로서 반응성이 훨씬 큰 방향족 화합물(예 ; Phenol, aniline 유도체등)과 반응시키면 azo 화합물이 생성되는데 이러한 반응을 coupling 반응이라 한다. 이러한 반응은 주로 para위치에서 일어나지만, para위치에 다른 그룹이 치환되어 있을 경우에는 ortho 위치에서도 일어난다. 디아조화 반응과 짝지음 반응의 생성물들은 가시광선 영역에서 흡수되는 conjugate된 π― 전자들이 있기 때문에 염료에 널리 이용되고 있다.예를 들면 p-(N,N-dimethylamino)azobenzene은 밝은 노란색의 염료1)이고 Alizarin Yellow R은 양털 염료에 이용되고 있다(그림1-4).(1) 다이아조화 반응디아조늄 염을 사용하는 반응의 총칭. 디아조늄염은 반응성이 풍부하여 여러 가지 화합물의 합성에 이용되고 있다.①희류산용액을 가열하면 페놀을 생성한다.디아조늄염을 질산산성으로 하여 끓이면 페놀을 얻는다.②에탄올 중에서 가열하면, 환원되어 탄화수소를 생성한다. 이때 페놀에테르도 부생한다.③포스핀산으로 환원하면 탄화수소를 생성한다.④요화칼륨에 의해 요소가 도입된다.⑤페놀류의 알카리 용액에 가하면 아조카프링해서 아조화합물을 생성한다.아조늄염(염화벤젠디아조늄)과 아민을 결합시키면 아조화합물을 얻는다*Azo Dyes ( -N=N-)아조 염료는 염기성용액에서 색을 내ation) 이라하고, 다이하조늄염과 phenol성 수산기를 가진 화합물, 방향족 아미노화합물 및 활성 메틸렌기를 가진 화합물 등과 반응하여 아조화합물을 형성하는 반응을 커플링반응 (couplereaction)이라 한다.다이아조화반응은 온도의 조절이 가장 중요한 조작이며 보통 20 이하에서 행하고 반응속도가 빠르며 열이나 햇빛에서도 분해되기 쉬운 질소가스를 발생한다.Coupling반응은 고온에서는 다이아조화합물이 분해되기 쉬우므로 저온에서(15 이하) 산성 또는 알칼리성 용액에서 행한다.일반적으로 coupling반응은 phenol의 OH 기 및 amine의 N H_2 기에 대하여 p-위치에서 잘 일어나며 p-위치가 이미 다른 기나 원자로 치환되어 있을 때는 o-위치에서 일어난다.OH , N H_2 , S O_3 H , COOH 와 같은 조색단(auxochrome group)을 함유하고 -N=N- 을 발색단(chromophore group)으로 하는 아조 염료합성이 중요하다.Methyl orange는 azo 물감으로 알려진 염료들의 종류에 속하고 이는 두 개의 방향족핵에 연결된 azo기(-N=N- )를 포함하고 있다. 염료들은 azo기 뿐만 아니라 hydroxyl, amino, sulfonic acid 또는 카보닐기들(조색단들) 같은 염형성기를 가져야만하고 이것은 색을 더 진하게 하고 동시에 분자가 직물에 달라붙도록 한다.*Methyl Orange의 합성다이아조화 반응과 짝지음 반응을 이용 azo 색소의 하나인 methyl orange를 합성해 보고자 한다. 물론 methyl orange는 염료 보다 지시약으로 더 많이 사용되고 있다.4. 중요용어정리@ 메틸오렌지 (Methyl orange)C_14 H_14 N_3 Na O_3 S , 4'-디메틸아미노아조 벤젠-4-술폰산의 나트륨염을 말한다. 분자량은 327.34, 아조색소의 일종, 오렌지색의 분말 또는 비늘 조각결정이다. 가열하면 분해된다. 물, 알코올에는 녹고 에테르에는 잘 녹지 않는다. 산 염기 지시약으로서와 염기성기가 있어 분자내 염으로 존재한다. 황산아닐린을 190 로 가열하여 자리옮김을 일으키면 합성된다. 술파닐산은 결정성 고체이며 하나의 결정수(水)를 갖는다.100 로 가열하면 결정수를 잃게 되고, 280～300 로 온도를 높이면 용융하지 않고 검은 덩어리로 탄화된다. 술파닐산을 디아조화시켜 생성된 디아조늄화합물을 페놀 또는 삼차 아민과 짝지음반응시키면 아조염료 또는 산-염기 지시약을 만들 수 있다. 예를 들면 디메틸아닐린과의 짝지음반응(coupling)으로 메틸오렌지 지시약을 합성할 수 있다. 술파닐산은 여러 가지 술파(sulfa) 의약품제조의 원료로도 쓰인다.@ 지시약 [ 指示藥, indicator ]화학반응에 있어서 일정한 상태를 판별하는 데 사용되는 시약.전반적으로 적정(滴定)의 당량점(當量點)을 판별하거나 수소이온농도를 알기 위해서 사용된다. 변화가 급격히 일어나는 것에 의해서 당량점 또는 적정의 지시를 육안으로 직접 관찰할 수 있는 정색지시약(색의 변화)?형광지시약(형광의 변화)?화학발광 지시약(발광의 생성)?혼탁지시약(혼탁의 생성)?침전지시약(침전의 생성) 등이 있고, 이 밖에 물리화학적 성질의 변화에서 종점을 지시하는 전류지시약이나 표면활성지시약도 있다. 이러한 것 중에서 가장 널리 사용되는 것은 정색지시약인데, 이것에는 종점이 되면 무색에서 유색으로, 또는 유색에서 무색으로 변하는 1색지시약과, 종점이 되면 어떤 색에서 다른 색으로 변하는 2색지시약이 있다.@ 지시약을 지시하는 반응메커니즘에 따라 분류하면 다음과 같다.① 산염기 지시약: 수소이온농도의 변화에 따라 색이 변한다. 가장 널리 사용되는 것으로서 중화지시약?수소이온지시약?pH지시약이라고도 한다. 이 종류의 지시약은 그 자체가 약한산 또는 약한염기이며, 이온이 되었을때의 색이 해리(解離)되지 않았을 때와 다르므로, 색이 용액 속에서 수소이온농도의 변화에 선명하게 대응한다. 거의 일정한 영역에서 변화하는데, 그때의 pH보다 낮은 값에서 변하는 색을 산성색, 높은 값에서 변하는 색을 에 대한 옥살산과 같이 금속이온과 반응하여 흐림이나 레이크를 생성하는 것이 있다. 가장 많이 사용되는 것은 금속색소 지시약으로, 금속이온과 착염(錯鹽)을 만들어 변색하는 유기색소이다. 이것은 일반적으로 변색이 예민하여 산염기 지시약으로도 작용한다. 대표적인 것에는 무렉시드?엘리오크롬블랙 T?프탈레인 콤플렉슨 등이 있다.④ 흡착지시약: 침전에 흡착될 때 변색되며, 침전적정에 사용된다. 예를 들면, 에오신을 지시약으로 하여 브롬이온을 질산은으로 적정하면, 종점에서는 브롬화은의 침전이 적색으로 된다(보통 브롬화은은 담황색이다). 이것은, 반응의 당량점 이전에서는 생성하는 브롬화은 입자의 표면에 음이온인 브롬이온이 흡착되어 있기 때문에 에오신의 음이온은 흡착되기 어려우나, 당량점이 지나면 반대로 양이온인 은이온이 흡착되고, 여기에 에오신의 음이온이 흡착되어 구조가 일그러짐으로써 변색하는 것으로 생각된다. 흡착지시약에는 이 밖에 디클로로플루오레세인?디브로모플루오레세인을 비롯하여 많은 것이 알려져 있다.지시약은 보통 한 종류의 것을 사용하나 두 가지 이상을 섞어서 사용하는 경우도 있다. 이런 경우를 배합지시약이라고 한다. 배합지시약에는 혼합지시약?차폐지시약?만능지시약 등이 있다(혼합지시약과 차폐지시약을 합하여 색지움지시약이라고 하고, 또 차폐지시약을 혼합지시약이라고도 한다). 혼합지시약의 예로는 메틸레드(적색 pH 4.4～6.2 황색)와 브롬크레졸그린(황색 pH 3.8～5.4 청색)을 1대1의 비율로 혼합한 것이 있는데, pH 5.4에서 회색이 되고, 그보다 산성 쪽에서는 적색, 염기성 쪽에서는 녹색이 된다. 또, 만능지시 약은 더욱 세밀하게 조합한 것으로, 예를 들면 티몰블루?브롬페놀블루?브롬크레졸그린?브롬크레졸퍼플 적당량을 혼합한 경우에는 pH 1.0～pH 7.0 사이에서 1pH 단위마다 적색?오렌지색?황색?녹색?남색 등으로 색이 변한다.@ 당량 [當量, equivalent]일반적으로 화학반응에서 화학량론적으로 각 원소나 화합물에 할당된 일정한 물질량.보통 당량이라 이다.

공학/기술| 2007.11.11| 12페이지| 1,000원| 조회(3,546)

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