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[분석화학]0.1N NaOH 표준용액의 조제 및 표정

5조 0.1N NaOH 표준용액의 조제 및 표정1. 제목0.1N NaOH 표준용액의 조제 및 표정2. 실험일자2005년 3월 9일 수요일 5~8교시3. 목적고체 NaOH를 이용하여 0.1N NaOH용액을 만들고 일차표준물질 프탈산수소칼륨[CH(COOK)COOH]을 이용하여 표정한다.4. 이론적 배경1) 표준용액 : 용량분석에 사용하는 정확한 농도의 용액. 농도는 노르말농도(N)을 사용한다. 다만 킬레이트 적정에서는 몰농도를 사용한다. 조성을 알 수 있는 안정한 물질로 가능한 순수하며 일정한 조성을 갖고 있는 용액은 1차표준용액이다. 1차표준용액은 NaCO, NaCO, NaCl 표준용액이 있다. 그리고 시약이 불순물을 포함하거나 결정수의 함량이 변하거나 공기 중의 수분을 흡수하거나 이산화탄소에 의해 변질하는 경우 정확히 칭량 할 수 없고 또 별 의미도 없다. 이런 경우에는 대략 칭량하여 목적의 농도에 가까운 용액을 만들어, 농도를 알고 있는 1차표준용액이나 기타 순수물질을 기준으로 하여 정확한 농도를 결정하는 용액을 2차표준용액이라 한다. 예로는 이번실험인 NaOH 표준용액, KMnO, HCl 표준용액이 있다.2) 표정(standardization) : 표준용액의 농도를 적정에 의해 결정하는 조작. 필요에 따라 시료용액에 일정량의 표준용액을 과량 가하여 충분히 반응시켜 반응이 완료된 후 과잉량을 다른 적당한 표준용액으로 적정한다. 이 방법을 역적정이라 한다.3) 표준물질 : 정확한 표준용액을 만들 때 조성을 잘 알 수 있는 안정한 물질로서, 가능한 순수하고 일정 조성을 갖고 있는 물질. 이번 0.1N NaOH 표준용액의 표정에는 프탈산수소칼륨[CH(COOK)COOH]을 사용한다. 이 밖에 염기 표준용액을 표정하는 데 사용되는 일차표준물질로는 벤조산(HCHO), 옥살산(HCO?2HO) 등이 있다.4) 염기 표준용액으로 사용되는 염기는 NaOH, Ba(OH), NaCO등이 있는데 센 염기 표준용액에는 가격이 저렴한 NaOH 용액이 가장 흔히 사용된다. NaOH 용액은 공기와 접촉하면 CO등을 강하게 흡수하기 때문에 100%에 가까운 순한 것을 구 할 수 없다. 그러므로 포화 NaOH 용액을 조제한 다음 침전된 NaCO를 걸러서 제거하고 이 용액을 일정량 취하여 원하는 농도의 표준 용액을 만든 후 표정 과정을 거쳐 정확한 농도를 구하여 사용한다. NaOH 용액은 CO을 흡수하여 약한 염기인 탄산이온(CO)으로 쉽게 변한다.CO+ 2OH-> CO+HO ----------------------(1)산성 영역 지시약을 사용해서 적정하면CO+ 2HO-> HCO+ 2HO ----------------------(2)염기성 영역 지시약을 사용해서 적정하면CO+ HO-> HCO+ HO ----------------------(3)이다. 산성영영 지시약에서는 NaOH가 CO와 반응함으로써 잃은 OH가 식(2)에 의해 소비된 히드로늄이온(HO)의 양과 같다. 따라서 산을 적정할 때는 오차가 생기지 않는다. 그런데 식(3)의 반응에서는 CO와 반응함으로써 잃은 OH의양보다 소비된 히드로늄이온(HO)의 양이 작아서 오차가 생긴다. 이것을 탄산오차라고 한다. 그런데 표준염기를 사용하는 대부분의 적정에서는 염기성 영역 지시약을 사용하여 적정이 이루어지므로 탄산오차는 불가피하다. 따라서 이와 같은 오차를 없애려면 탄산이온을 포함하지 않은 수산화나트륨 표준용액을 만들어 사용한다.5. 실험 방법1) 페놀프탈렌 지시약 용액의 조제페놀프탈렌 0.1g을 에틸알코올(70%) 100ml에 녹인다.2) 탄산 없는 0.1N 수산화나트륨 표준용액의 조제① NaOH 10g에 물 10ml를 가하여 냉각하면서 천천히 흔들어 약 25M 포화용액을 만든다.② 공기중의 이산화탄소가 녹아들지 않도록 생성된 NaCO찌꺼기를 여과장치에 재빨리 여과한다.③ 맑은 여과액(NaOH 포화용액) 1ml를 재빨리 파이렉스 또는 폴리에틸렌병 250ml에 넣는다.④ ③에 증류수 250ml를 가하고 뚜껑을 닫고 잘 섞는다.⑤ 조제한 NaOH 표준용액을 표정법에 따라 표정하여 농도계수를 구한다.3) 표정① 프탈산수소칼륨[CH(COOK)COOH] 3g을 250ml비커에 넣고 적당량의 물을 부어 녹여 250ml메스플라스크에 옮기다. 비커를 여러번 세척하여 세척액도 함께 메스플라스크에 넣고 표시선까지 물로 채운다② 프탈산수소칼륨[CH(COOK)COOH] 용액 25ml를 홀피펫으로 취해 250ml 삼각플라스크에 넣는다.③ ②에 물 50ml와 페놀프탈렌 지시약 2방울을 가한다.④ 조제한 0.1N NaOH 표준용액을 뷰렛에 채우고 적정액의 색이 붉은 색이 적어도 30초 동안 남아 있게 될 때까지 적정한다.⑤ 소비된 수산화나트륨 표준용액의 소비량을 기록한다.⑥ 3회 이상 반복한다.⑦ 물 25ml를 삼각플라스크에 넣고 물 50ml와 페놀프탈렌 2방울을 떨어트려 이하 표정법에 따라 바탕실험을 하여 표준용액의 소비량을 보정하고 농도계수를 계산한다.6. 실험결과1) 0.1N NaOH 표준용액의 표정① 일차표준물, 프탈산수소칼륨을 취한 양(W): 3000mg② 일차표준물, 프탈산수소칼륨 용액을 조제한 부피 : 250ml③ 표정에 사용한 일차표준물, 프탈산수소칼륨 용액의 부피 : 25ml1회 소비량24.4ml2회 소비량24.8ml3회 소비량24.5ml평균 소비량(V1)24.6ml④ 프탈산수소칼륨 용액을 적정하는데 소비된 0.1N NaOH 표준용액의 부피(ml)1회 소비량ml2회 소비량ml3회 소비량ml평균 소비량(V2)ml⑤ 바탕실험에서 소비된 0.1N NaOH 표준용액의 부피(ml)⑥ 0.1N NaOH 표준용액의 농도계수(factor)⑦ 오차ⅰ) 이론값V = 14.69mlf×= 0.1N 이므로 이론적으로 f=1이다. 그러므로 표정에 필요한 NaOH의 이론값은로 계산하면 이다.ⅱ) 실험값V = 24.6ml f = 0,597ⅲ) 오차7. 토론1) 고찰5조 0.1N NaOH 표준용액의 조제 및 표정NaOH는 공기 중의 이산화탄소나 물을 흡수하는 성질 때문에 100% 순수한 NaOH 시판품이 없고, 정밀한 칭량이 어렵기 때문에 필요한 농도에 가까운 용액을 조제하여 표정하여 사용해야 한다. 그래서 이번 실험에서는 0.1N의 NaOH 표준용액을 조제하고 표정해보았다. 0.1N NaOH 표준용액을 조제하는 방법에는 두 가지가 있다. 첫째 탄산 없는 수산화나트륨 용액을 조제하는 방법이고 둘째 대략적인 수산화나트륨 용액을 조제하는 방법이다. 우리는 첫 번째 탄산 없는 수산화나트륨 용액의 조제 방법을 이용해 0.1N NaOH 표준용액을 조제하였다. 수산화나트륨 포화 용액을 만들어 NaCO를 침전시켜 제거한 후 용액 일부를 취해 0.1N NaOH 표준용액을 조제하였다. 그리고 일차표준물 프탈산수소칼륨[CH(COOK)COOH]을 이용해 표정 하였다.2) 오차의 원인① 수산화나트륨 용액 조제 시에는 공기 중의 이산화탄소나 수분과 결합하지 않도록 하는 것이 제일 중요하다. 그런데 NaOH 포화용액을 여과할 때 여과 속도가 너무 느려 시간이 오래 걸렸다. 그래서 여과된 NaOH 용액이 다시 공기와 접촉하였다. 이것이 오차의 한 원인이 되었다.

자연과학| 2006.04.17| 5페이지| 1,000원| 조회(3,053)

표준용액, naoh, 표정, 프탈산나트륨

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[물리화학실험]약산의 해리상수 평가A+최고예요

1. Date2005년 11월 25일2. Locker name3. Subject가시광선 분광기를 이용한 약산의 해리상수의 결정4. Purpose가시광선 분광기를 이용하여 약산성을 띠는 지시약의 해리상수를 측정한다.5. Principle1) 지시약으로 쓰이는 티몰블루는 수용액에서 약산으로 작용하여 부분적으로 해리하는데, 이때 이온화된 성분과 이온화되지 않은 성분은 가시광선 영역의 서로 다른 파장에서 최대 흡광도를 나타낸다. 이 지시약의 평형점을 나타내는 Ka나 pKa 값은 가시광선 영영에서 분광기를 이용하여 측정할 수 있다. 즉, 파장 400nm~700nm 사이에서 온도를 일정하게 하고 묽은 HCl, 묽은 NaOH, pH가 고정된 완충 용액에 일정 농도의 티몰블루를 용해시키고 흡광도를 측정하여 이 결과로부터 지시약의 해리상수 Ka 를 계산할 수 있다.2) Henderson-Hasselbalch EquationHA ? H+ + A- ------------------(1)-----------------(2)이와 같은 이온화 반응의 평형상수를 이온화 상수 또는 해리 상수라고 부른다.log=log[H+] + log-log[H+] = -log+ logpH = p+ log------------------------(3)3) Tymol blue의 산 해리상수티몰블루 지시약은 HCl 수용액과 NaOH 수용액, 그리고 pH를 알고 있는 완충용액에 녹아 400~700nm에서 그 해리 정도에 따라 특정 파장의 빛을 흡수한다. 이 파장으로부터값을 구할 수 있다.티몰블루는 분석 실험에서 널리 이용되는 지시약으로 수용액에서 약산성을 띠며 부분적으로 해리된다.HA ? H+ + A-이때 A- 는 C27H29O5S- 이다. 해리 평형의 위치를 나타내는 산 지시약 상수 또는 해리상수 Ka 는 다음과 같다------------------------(4)ai 는 이온의 활동도를 의미한다. 따라서 농도가 묽을 때는 ai ? Ci 이다. p와의 관계는 다음과 같다.p= -log---------------(5)따라서 식 (4)로부터 다음 식(6)과 같은 Henderson-Hasselbalch Equation을 얻는다. 이 식은 주어진 산의 세기 p에서 pH와 완충용액의 구성 성분의 비 CHA / CA- 의 상관관계를 나타낸 것이다.p= pH + log------------------(6)또 약산의 전체 농도 CO 는 다음과 같다.CO = CHA + CA- --------------------(7)1× 10-4 M HCl의 산성 용액 (pH =4 < p)에는 이온화되지 않은 HA만 존재하기 때문에 식 (7)은 다음과 같이 된다CO = CHA또 1× 10-3 M NaOH와 같은 염기성 용액 (pH =11 > p)에서는 모두 이온화되어 짝염 A- 형성하는 쪽으로 평형이 이동된다.CO = CA-한편 pH 9.00의 완충용액 (pH = p)에서는 이온화되지 않은 산과 이온화된 짝 염이 같은 농도로 존재한다. 그런데 이 두 성분은 가시광선 영역에서 현격히 다른 흡수 스펙트럼을 갖기 때문에 이 성질을 이용하여 티몰블루의 해리상수와 p를 쉽게 구할 수 있다. 산성 용액에서 주로 존재하는 HA는 푸른색 파장 영역에서 빛을 흡수하여 노란색 (= 430nm)을 나타낸다. 반대로 푸른색 짝염(= 595nm) A- 는 염기성 매질에 주로 존재하며 노란색 파장 영역에서 최대 흡수 파장을 나타내어 그 보색의 색깔을 띤다. 완충 용액에서는 HA와 A- 가 섞인 색이 관찰된다.빛의 흡광도는 식 (8)과 같이 정량적으로 정의된다.A = log-------------------------(8)여기서 Io 와 I는 각각 용액에 빛이 투과되기 전과 투과된 후의 빛의 세기이다. 특정 파장에서 시료내 빛의 투과길이 d이고 농도가 Ci 인 물질성분의 흡광도는 beer-lambert법칙에 의하면 다음과 같다.-------------------------(9)이때는 몰흡광 계수이다. 빛을 흡수하는 물질이 두 개 이상 동시에 존재할 때는 각 물질의 흡광도는 각 물질의 흡광도를 더한 것과 같으므로 HA 와 A- 가 흡광을 일으킬 경우---------(9.1); pH < p에서 ---(9.1.1); pH > p에서 ---(9.1.2)---------------------(10)이 식을 이용하면 이온화된 짝염 A-의 농도를 계산할 수 있다. 이 때 A는 완충 용액의 흡광도를 나타내며 흡광도는 등흡광전이 아닌 곳에서 측정하여야 한다. 흡광계수와는 산성과 염기성 용액 속에서 각각 측정한 동일파장에서의 티몰블루의 흡광도와 농도(CO = 3× 10M)를 이용하여 (9.1.1)와 (9.1.2)로부터 계산할 수 있다. 식 (10)에서 CA- 가 구해지면 식 (7)을 이용하여 CHA를 구한다. 이 CHA, CA-, 완충용액의 CH+(=1× 10M)를 식 (4)에 대입하여 지시약 상수를 구한다.이 실험에서 이용된 티몰블루의 해리상수는 다른 방법으로도 구할 수 있다. 파장 625nm 이상에서는 짝염기인 A-만이 실질적으로 빛을 흡수하므로=0이다. 따라서 식 (9.1)은 다음과 같이 쓸 수 있다.----------(9.1.3)정의에 의하면 해리도 α는 식 (9.1.3)과 식 (9.1.2)의 비를 의미하므로 식 (11)과 같이 표현된다.----------------(11)압력을 일정하게 하고 NaOH 용액에서의 흡광도와 주어진 완충용액에서의 흡광도를 측정하여 구한다. 질량 보존의 법칙에 따라 식 (7), (11), (4)를 이용하면 다음 식 (12)와 같이------------------------(12)지시약 상수가 결정되고, 이 값에 -log를 취하면 p가 계산된다.6. Apparatus & Reagents① 가시광선 분광기 또는 분광 광도계② 광학 유리로 된 큐벳 시료용기(cuvette cell)③ 1ml. 5ml. 10ml 눈금피펫④ 50mL, 1000mL 부피 플라스크⑤ 피펫접시, 피펫필러⑥ 250ml 눈금실린더, 150ml 비커⑦ 파스퇴르 피펫 다수, 지름 55mm 깔대기, 온도계, pH 9.00 완충용액1000ml⑧ 티몰블루(Thymol sulfophthalein,) 5g, : 무색 결정으로 130~135℃에서 분해되며, 수소 이온의 농도에 따라 변색한다. 또 에테르메탄올에탄올에 녹으며, 석유에테르에는 녹지 않는다. 수소 이온의 농도에 따른 변색은, pH 6.0 이하의 산성에서 노란색으로 변하고 pH 7.6 이상의 염기성에서 푸른색으로 변한다.⑨ 0.1N 염산표준용액 1l, 0.1N NaOH 표준용액 1l⑩ 에탄올 500ml, 증류수7. Procedure1) 적정량이 NaOH와 HCl을 증류수로 묽혀서 100ml 부피플라스크에 각 용액을 제조한다.2) 0.145g(3.00× 10-4 mol)의 티몰블루를 200ml의 에탄올에 완전히 녹이고 1000ml 부피플라스크에 넣고 증류수로 표지선까지 희석한다.3) 이 3.00× 10-4 M 티몰블루 저장용액으로부터 눈금피펫을 이요하여 5ml씩 취하여 50ml 부피플라스크에 넣는다.4) 이렇게 세 개의 50ml 부피 플라스크를 준비하고 각각에는 NaOH(1× 10-3 M), HCl(1× 10-4 M)과 pH 9.00완충용액으로 표지선까지 채운다.5) 1cm 큐벳 시료용기에 증류수를 채워 분광기의 영점을 보정한 후, 세 가지 용액 속에 존재하는 3× 10-5 M의 티몰블루 용액의 흡광도를 400nm~700nm사이에 5nm 간격으로 측정하고 모니터에 표시된 스펙트럼을 읽는다.8. Result1) 파장이 625nm 이하일 때▶ λ = 460 nm▶ HCl(1× 10-4 M) 수용액의 흡광도= 0.5944▶ NaOH(1× 10-3 M) 수용액의 흡광도= 0.16524▶ Buffer pH 9.00완충용액의 흡광도= 0.44003식을 이용하면 이온화된 짝염 A-의 농도를 계산할 수 있다. 흡광계수와는 산성과 염기성 용액 속에서 각각 측정한 동일파장에서의 티몰블루의 흡광도와 농도(CO = 3× 10M)를 이용하여( pH < p) 에서와( pH > p에서)로부터 계산할 수 있다. 식에서 CA- 가 구해지면 식 CO = CHA + CA- 을 이용하여 CHA를 구한다. 이 CHA, CA-, 완충용액의 CH+(=1× 10M)를 식에 대입하여 지시약 상수를 구한다. -log= p식으로 p를 구한다.CO = 3× 10M , d= 1cm산 : CO = CHA + CA- (CA- =0)CO = CHA=염기 : CO = CHA + CA- (CHA=0)CO = CA-CO = CHA + CA-CHA = CO - CA- =2.0864 ×Mp= -log=9.362) 파장이 625nm 이상일 때▶ λ = 640 nm▶ NaOH(1× 10-3 M) 수용액의 흡광도= 0.4958▶ Buffer pH 9.00완충용액의 흡광도= 0.31338파장 625nm 이상에서는 짝염기인 A-만이 실질적으로 빛을 흡수하므로=0이다.정의에 의하면 해리도 α는 식과 식(pH > p에서)의 비를 의미하므로 α는 식과 같다.는로 결정되고, 이 값에 -log를 취하면 p가 계산된다.=p= -log=8.7659. Discussion이 번 실험은 가시광선 분광기를 이용해 티몰블루 지시약의 해리상수를 측정하는 실험이다. 티몰블루는 수용액에서 약산으로 작용하여 부분적으로 해리하는데 이 때 이온화된 성분과 이온화되지 않은 성분은 가시광선 영역의 서로 다른 파장에서 최대 흡광도를 나타낸다. 파장 400nm~700nm 사이에서 온도를 일정하게 하고 묽은 HCl, 묽은 NaOH, pH 9.00인 완충용액에 농도가 CO = 3× 10M 인 티몰블루를 용해시켜 흡광도를 측정하여 그 결과 값으로 해리상수

자연과학| 2005.12.20| 7페이지| 1,000원| 조회(3,086)

가시광선분광기, 약산, 해리상수, 약산의 해리상수

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[물리화학실험]컨쥬게이션 염료의 흡수스펙트럼 평가A좋아요

1. Date2005년 11월 11일2. Locker name3. Subject컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼4. Purpose몇 개의 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유전자 모델을 이용하여 해석한다.5. Principle1) 어떠한 물질은 에너지를 흡수하여 전자 전이를 일으키게 된다. 물질의 특성에 따라서 흡수하는 에너지의 범위가 틀린데 이때 우리가 흔히 말하는 가시광선 영역의 에너지를 흡수하는 물질의 경우 가시광선 영역에서 특정 에너지 (특정 파장의 빛)을 흡수함으로서 우리는 그 물질이 흡수한 이외의 파장에 대한 나머지 부분의 에너지가 조합된 빛을 볼 수 있게 된다.2) 분광법모든 분자들은 일반적으로 특정한 진동 에너지 준위차 |Ef-Ei|, 회전에너지 준위, 전자 에너지 준위 등을 갖는다. 바깥에서 빛을 쬐어 주면 그 빛의 에너지가 어떤 에너지 준위차 |Ef-Ei|와 같을 때 전이가 일어나면서 빛을 흡수(혹은 방출)하게 된다. 그러므로 어떤 분자에 대해서 흡수 (혹은 방출) 되는 빛의 파장을 조사하므로써 분자가 가지고 있는 에너지 준위에 대해 알아보는 학문 분야를 분광학이라고 한다.3) 자외선-가시광선 분광법가시광선은 보라색인 400mm의 파장부터 적색인 700mm의 파장에 해당한다. 가시광선보다 짧은 파장의 빛을 자외선이라 하며 특히 200~400mm의 파장을 갖는 빛을 근자외선이라고 한다. 근자외선이나 가시광선은 모두 분자의 전자 에너지 준위간의 전이를 일으킬 수 있다. 가시광선 분광법과 근자외선 분광법은 동일한 실험 장치를 사용해서 스펙트럼을 얻게 되므로 자외선 -가시광선(UV-VIS)분광법이라고 한다. 약간의 차이가 있다면 가시광선은 자외선보다 에너지가 작아서 특정한 분자들의 전자 전이만을 일으킨다. 특정한 분자들이란 전자 분포가 상당히 느슨한 분자들일 것이다. 이러한 특정 분자들이 가시광선의 한 파장을 흡수하게 되어 색깔을 띠게 되는 것이다. 우리는 이 실험에서 흡수하는 에너지를 가시광선 분광계를 이이때 분광기의 성능은 빛을 얼마만큼 나눌수 있느냐로 구분할 수 있으며 이를 분해능이라고 한다. 또한 여기서 시료가 빛을 흡수 혹은 투과시키는 특성을 기록한 것을 스펙트럼이라고 한다.4) Conjugation각 탄소의 p 오비탈이 겹치게 되어 단일결합과 다중결합이 교대로 존재사슬 모양의 π결합을 형성하게 된다. 이러한 현상을 conjugation이라고 한다.자외선(hv)을 쪼여주면, 1,3-butadiene은 에너지를 흡수하고전자는 HOMO로부터 LUMO로 들뜨게 된다. 이와 같이 전자가 결합성분자 궤도함수로부터 반결합성분자 궤도함수로 들뜨기 때문에들뜸이라고 부른다.컨쥬게이션 분자에서전이에 영향을 주는데 필요한 정확한 파장은 분자 궤도함수(HOMO 와 LUMO)사이에 에너지 차에 의존한다. 따라서 미지의 시료에 대한 자외선 스펙트럼으로부터, 시료에 존재하는 컨쥬게이션전자계의 성질에 대한 구조적인 정보를 얻을 수 있다.어떤 주어진 분자의 UV 흡수 파장에 영향을 미치는 가장 중요한 요인 중의 하나는 컨쥬게이션의 정도이다. 분자 궤도함수 계산에 의하면 컨쥬게이션 정도가 증가할수록 HOMO 와 LUMO 사이의 에너지 차이가 감소한다.5)전이적외선, 핵 자기공명 및 질량 분광법은 모두 유기분자 구조에 이용될 수 있다. 일반적으로 쓰이는 이들 세가지의 분광학적 방법에 더하여, 네 번째로 콘쥬게이션 정보만 주로 사용할 수 있는 자외선 분광법이 있다. 자외선 분광법은 특별한 정보를 주지 못하기 때문에 다른 세 분광학적 방법보다는 덜 일반적으로 사용된다.전자기 스펙트럼에서 자외선 영역은 가시선 영역 말단의 짧은 파장에서부터의 파장에까지 이른다. 그러나 유기화학에서 관심이 큰 부분은에서까지의 좁은 영역이다. 이 영역에서 흡수는 보통 nm로 측정된다. 따라서 관심이 있는 자외선 영역은 200nm에서 400nm까지이다.UV가 사용되면, 한 분자 궤도함수에서 다른 분자 궤도함수로 전자를 들뜨게 하는데 필요한 양에 해당되는 에너지가 분자에 의하여 흡수된다. 이것이 무엇을 의미하는지 1완전히 채워져 있고, 더 높은 에너지의 두 개의 반결합성 MO는 비어있다.자외선(hv)을 쪼여주면, 1,3-butadiene은 에너지를 흡수하고전자는 최고 점유 분자궤도함수(HOMO)로부터 최저 비점유 분자궤도함수로(LUMO)로 들뜨게 된다. 이와 같이 전자가 결합성분자 궤도함수로부터 반결합성분자 궤도함수로 들뜨기 때문에들뜸이라고 부른다. 1,3-butadiene의 HOMO 와 LUMO 사이의 에너지 차이는전자전이에 필요한 파장인 217nm의 자외선 빛과 같다. (그림2) 주어진 분자에 대하여 많은 흡수선을 보이는 IR 스펙트럼이나 NMR 스펙트럼들과는 다르게, UV 스펙트럼은 보통 아주 간단하고 단지 하나의 봉우리만이 보인다. 그러나 이 봉우리는 대개 폭이 넓고, 봉우리의 가장 높은 곳에서 파장()을 보아서 위치를 확인한다.컨쥬게이션 분자에서전이에 영향을 주는데 필요한 복사선의 정확한 파장은 분자 궤도함수(HOMO 와 LUMO)사이에 에너지 차에 의존하고, 바꾸어 말하면, 컨쥬게이션계의 성질에 달려있다. 따라서 미지의 시료에 대한 자외선 스펙트럼으로부터, 시료에 존재하는 컨쥬게이션전자계의 성질에 대한 구조적인 정보를 얻을 수 있다.어떤 주어진 분자의 UV 흡수 파장에 영향을 미치는 가장 중요한 요인 중의 하나는 컨쥬게이션의 정도이다. 분자 궤도함수 계산에 의하면 컨쥬게이션 정도가 증가할수록 HOMO 와 LUMO 사이의 에너지 차이가 감소한다.폴리메타인 염료에 대한 가시광선흡수띠는 폴리메타인 사슬을 따라서 존재하는전자들의 전자 전이로부터 생긴다. 이들 띠으 흡수 파장은 전자 에너지 준위들의 간격에 의존한다. 이들 염료들에 대해서 결합 궤도함수와 분자 궤도함수의 계산을 행하였으나 계산으로부터 예측된 값은 관찰된 값과 잘 일치하지 않는다. 여기서는 Kuhn에 의해서 최초로 제안된 간단한 자유전자 모델을 보이겠는데, 이 모델은 약간 과장된 가정이 포함되어 있지만 컨쥬게이션 염료 같은 분자들계는 상당히 잘 들어 맞는다.6) 슈레딩거 방정식(Schrodinger Equx < L (상자 안에서)V(x)=, x0 or xL (상자 밖에서)이 된다.① 상자 밖에서는 potential energy가 무한대이므로 particle이 존재 할 수 없다. 즉.② 상자 안에서는을 풀면 된다.(C, D는 임의의 상수).경계조건을 만족해야 함으로ⅰ)에서 B=0 .ⅱ)에서(A가 0이 될 경우 식이 이루어 질 수 없다)n = 1, 2, 3, ... 이다. (여기서 에너지의 양자화가 나타나 는 것이다.)따라서n = 1, 2, 3, ...에서따라서 π 전자 계의 에너지준위는 위와 같은 값을 가지게 된다.7) 자유전자모델컨쥬게이션 화합물의전자들은 사슬을 따라서 움직이는전자 구름을 형성한다. 퍼텐셜 에너지는 사슬을 따라서 변함없이 일정하다가 각 끝에서 무한대로 급격히 증가한다고 가정할 수 있다 따라서전자계를 길이 L인 1차원 중에서 움직이는 자유 전자들로 대치되었다고 볼 수 있다.Pauli 의 배타원리는 어떤 주어진 에너지 준위에 들어갈 전자들의 수를 두 개로 제한하므로, N개의 π 전자를 가지는 분자의 바닥상태는 가장 낮은 에너지 준위에서부터 N/2번째 준위까지 전자로 채워지고 그 보다 높은 에너지 준위는 비어있다.분자가 빛을 흡수 할 때는 채워진 것 중에서 가장 높은 에너지 준위(N/2)에서 비어 있는 가장 낮은 에너지 준위(N/2+1)로 한 개의 전자가 올라가게 된다. 이로 인한 에너지 변화는 다음과 같다.p : Polymethine 사슬에 있는 탄소 원자들의 수 , N=p+3L : 양쪽에 결합길이 1개씩을 더한 질소 원자들 사이에 존재하는 사슬의 길이l : 사슬을 따라 존재하는 원자들 사이의 결합길이 , L=(p+3)ll=1.39 A=0.139nm로 놓고 (이는 벤젠이나 그와 유사한 결합이 있는 분자의 결합길이에 해당)를 나타내면/nm = 63.7/nm=63.7우리 실험에서 다루는 시아닌 염료의 경우 전자가 이동할 수 있는 거리는 N-N까지다. 하지만 실제적으로 측정을 하게 되면 계산 값과 측정값에 다소 차이가 있음을 알 수 있는데 이는 전자가 메타인 염료의 경우에는 N옆에 붙은 치환기가 전자가 좀더 이동할 수 있는 여지를 마련해 주기 때문입니다. 이를 보정해주기 위한 보정인자로서를 사용하며 이때는 0부터 1까지의 범위를 가질수 있다. 이는 전자가 N을 넘어갈 수는 있으나 N옆에 있는 원자까지는 이동할 수 없음을 의미한다.이 모델의 결과와 더 정교한 결합 궤도 함수 또는 분자 궤도 함수 계산과 비교하기 위해서=0으로 가정한 식/nm = 63.7을 사용하여 크립토사이아닌(p=9)에 대한 파장를 계산하여 Herzfeld Sklar에 의해 주어진 값과 비교해 보면자유 전자= 707nm결합궤도함수(경우1)= 3900nm결합궤도함수(경우2)= 2900nm분자궤도함수= 2700nm이다. 위에 보는 바와 같이 오직 자유 전자 모델만이 실험적으로 관찰된 값과 일치하는 가시광선 영역에서의 흡수띠를 에측하고 있다.6. Apparatus & Reagents① 가시광선 분광기 또는 분광 광도계② 4개의 큐벳 시료 용기③ 렌즈 티슈④ 몇 개의 10mL 부피 플라스크⑤ 플라스틱 씻기병⑥ 메탄올 150mL⑦ 일련의 폴리메타인 염료7. Procedure1) 가시광선 분광기기의 부품이나 작동 원리를 실험에 임하기 전에 숙지한다.2) 가시광선분광기를 킨 다음 안정될 때까지 몇 분 동안 워밍업을 시켜준다.3) 염료중 하나를 선택하여 용매로 메탄올을 사용하여 용액을 만들어 10 ml를 준비한다. 농도는 거의 10 -3M이 되게 한다.4) 분광기를 작동 시켜 첫번째 용액의 스펙트럼을 얻는다.5) 흡수띠가 나타날 때까지 전 가시광선 영역(400～750nm)에 걸쳐서 넓은 간격으로 흡광도를 읽는다.6) 흡수띠 근처에서 더욱 근접한 간격으로 읽는다.7) 처음 용액을 희석하여 다시 스펙트럼을 얻는다.8) 이러한 과정을 피크에서 약 1로 표시된 흡광도(투광도～0.1)가 얻어질 때까지 반복한다.9) 가장 좋은 결과를 준 몰농도와 비슷하게 다른 염료에 대해서도 용액을 10 ml정도 만들어 같은 방식으로 그것들의 스펙트럼을 얻는다.▶ 여기서 용액을 I이다.

자연과학| 2005.12.20| 9페이지| 1,000원| 조회(1,746)

컨쥬게이션 염료, 흡수스펙트럼, 폴리메타염료

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[물리화학실험]이원자분자의 진동회전스펙트럼 평가A+최고예요

1. Date2005년 10월 26일2. Locker name3. Subject이원자 분자의 진동회전 스펙트럼4. Purpose적외선 흡수 분광기를 이용하여 진동과 회전 스펙트럼을 얻는다. 이 스펙트럼으로부터 분자의 진동 에너지의 전이, 동위원소에 의한 스펙트럼의 분리를 관찰하고 분석함으로써, 관성모멘트, 평형 핵간 거리, 힘 상수, 동위원소의 효과 등을 계산한다.5. Principle1) 조화진동자진동하는 이원자 분자의 가장 간단한 모형은 조화 진동자이며, 조화 진동자의 퍼텐셜 에너지는 다음과 같다.k : 힘 상수, re : 평형 결합길이이때의 퍼텐셜 에너지 곡선은 그림 1에서와 같이 포물선으로 나타난다.또한 조화 진동자의 에너지는 다음과 같다.h : Planck 상수, v : 진동 양자수(v = 0, 1, 2, ?)진동수 ,: 유도질량)선택 규칙에 의해서 진동 양자수 v가 v+1로 전이 할 때의 전이 에너지는 다음과 같다.E = E(v+1) - E(v) = hv보통 이원자 분자를 포함한 분자들의 진동에너지의 전이는 적외선 영역의 빛과 상호 작용을 하여 흡수하거나 방출하게 된다. 따라서 진동 스펙트럼을 적외선에서 흡수 스펙트럼으로 관찰할 수 있다.그림1. 이원자분자(조화진동자)의 포텐셜에너지2) 비조화 진동자실제 이원자 분자의 경우 진동에 의한 퍼텐셜 에너지 곡선은 그림 1에서와 같이 포물선에서 벗어난다. 비조화성일 때의 에너지 준위를 계산하려면 진짜 퍼텐셜을 더 가깝게 나타내 줄 수 있는 함수를 써야 한다. 이러한 함수가 다음과 같은 Morse 퍼텐셜 에너지이다.V = D0{1 - e-a(r-re)}2D0 : 해리 에너지, D0 = hcDe, De = 극소점이 깊이,a : 조화진동자의 퍼텐셜 함수에서 벗어나는 정도를 나타내는 상수그림 2 Morse 퍼텐셜Morse 퍼텐셜을 이용하면 Schrodinger식이 풀어지며 에너지준위가 다음과 같이 된다.(x : 비조화성 상수, xe =분자 진동의 선택 규칙에 의해 진동 양자수 v에서 v+1로 전이할 때의 전이 에너지는 다음과 같다.3) 강체 회전자회전하는 이원자 분자의 가장 간단한 모형은 강체회전자이며 그림 3에서 보여주는 것과 같은 형태이다. 이것은 질량이 m1, m2 인 두 원자가 r만큼의 거리로 떨어져서 질량이 없는 막대에 연결되어 있다고 가정한다. 이때의 에너지 준위는 다음과 같다.(: 회전 양자수 (= 0, 1, 2, ?)I : 관성모멘트 (I =): 유도질량 ()이 식은 파수의 단위로서 에너지 준위를 나타낼 때 다음 식과 같이 쓸 수 있다.B =파수의 단위를 갖는 회전상수그림 3. 강체 회전자4) 비강체회전자강체 회전자를 두 개의 원자가 질량이 없는 막대에 연결되어 있다고 가정한 것이라면, 비강체 회전자는 두 개의 원자가 질량이 없는 스프링에 연결되어 있는 계라고 가정한 것이다. 이 계에서는 회전하는 분자의 원자들은 원심력을 받게 되어 분자의 기하학적 구조가 일그러지고 그리하여 관성 모멘트가 변하게 된다. 이원자 분자의 경우에는 원심력에 의해서 결합길이가 늘어나며 따라서 관성 모멘트가 증가한다. 결과적으로 이 원심 일그러짐 때문에 회전 상수가 작아지고 그리하여 에너지 준위들 사이의 간격이 강체-회전자 식으로부터 예상되는 것보다 좁아진다. 이 효과는 다음과 같이 에너지를 감소시키는 실험적인 항을 첨가해서 고려하는 것이 일반적이다. 비강체 회전자의 에너지 준위에 대한 식은 다음과 같다.D =, 비강체 회전상수 or 원심 일그러짐 상수.항상 양의 값, 분자의 진동수에 의존한다.이 값이 크면 결합이 쉽게 늘어난다./c는 항상 B보다 매우 큰 값이므로 D는 B보다 매우 작다.5) 진동 - 회전 스펙트럼실제 이원자 분자의 경우에 회전과 진동이 동시에 일어나게 되므로, 이때의 에너지 준위는 조화 진동자의 형태만으로는 설명할 수 없다. 그러므로 실제 이원자 분자의 에너지 준위는 비조화성, 원심력, 회전 상수의 진동 상태에 대한 의존도 등을 고려하여 이들의 합으로서 나타낼 수 있다. 에너지 준위를 파수 단위로서 T로 표현하면 다음과 같다.c : 광속도: 평형 핵간 거리에서의 진동파수(이다.6) 선택 규칙에너지 준위 사이의 전이는 모든 준위 사이의 전이가 가능한 것이 아니라 일정한 조건을 만족시키는 준위 사이에서만 전이가 일어나고 이러한 조건을 선택 규칙이라 한다. 조화 진동자와 강체 회전자의 선택 규칙은=1과=1이다. 보통의 이원자 분자의 경우 이러한 조건을 만족시키는 적외선 영역에서의 흡수나 방출이 허용된다. 실제 분자는 조화 진동자가 아니므로2,3등의 약한 전이(배수 진동수 전이)도 관찰된다. 그러나 우리는 진동 바닥 상태(v?= 0)의 여러 개의 J?준위에서 첫 번째 들뜬 상태(v= 1)에서의 J전이가 가장 강한 흡수띠로서 관찰이 가능하므로 죽 관심을 갖는다.선택 규칙으로부터 전이는 J?에서 J= J?1로 일어나게 된다. 이 때J = +1의 경우를 R-가지(branch), 그리고 0일 경우 (이 경우는 선택 규칙에 위배되므로 스펙트럼이 관찰 안됨)는 Q-가지, -1일 경우는 P-가지라고 부른다. 이 전이들에 해당하는 진동수는 T(v, J) - T(v?,J?)로서J = +1(J= J?+1)과J = -1(J= J?-1)일 때,를 다음과 같이 계산할 수 있다.[R-가지]??2; J?= 0, 1, 2, 3, ?[P-가지]??2; J? = 1, 2, 3, ?는 v?= 0, J?= 0에서 v= 0, J= 0으로의 금지된 전이의 진동수이며,다음과 같은 관계식을 갖는다.그림 4. 전형적인 회전 스펙트럼7) 동위원소의 효과이원자 분자에 동위원소가 치환되어 있을 때, 평형 결합길이 re와 힘 상수 k는 변화되지 않는다. 이 값들은 결합한 전자들의 행동에만 의존하기 때문이다. 그러나 환산질량가 변화하게 되므로 이것은 분자의 진동과 회전에 영향을 주게 된다. 조화 진동자의 경우 진동수는 힘 상수 k와 환산질량와의 관계는이므로 동위원소 분자의 진동파수와 다음과 같은 관계식이 성립한다.이때 실제 분자에 대한 비조화성과 배수진동(v > 1)의 영향들을 고려하면 식이 더욱 복잡해지지만, 근사식으로서 위 식을 그대로 사용할 수 있다. 또한, 회전의 경우에 동위원소 효과는 다음과 같은 관계식으로 쉽게 정의할 수 있다.6. Apparatus & Reagents① 적외선 흡수 분광기 : 흡수 분광기의 경우 푸리에변환 적외선 흡수 분광기를 사용하면 좋지만 보통의 적외선 흡수 분광기의 경우에도 분해능이 1cm이하늬 것이면 각 회전 스펙트럽을 얻을 수 있다.② 광물성 기름 트랩③ 연결관④ 자석 교반기⑤ 삼각플라스크 : 할로겐화 수소 기체는 상당히 강한 독극물이므로 시룔르 취급하는 전과정을 후드 안에서 해야함. 그리고 부식성이 매우 강하므로 기체가 통과하는 장치는 부식에 견딜 수 있는 재료롤 만들어진 것이어야 함. 그리고 시료를 합성하는 장치와 옮기는 진공 장치도 후드 안에서 설치해야 함7. Procedure1) HCl만을 실험하고자 할 때과량의 NaCl을 둥근바닥플라스크에 넣고 액체 첨가용 분별 깔때기에 진한 황산을 넣고 그림5 와 같이 장치한다. 황산을 천천히 NaCl에 흘려 넣으면서 광물성 기름에 방울이 올라오는 것으로 HCl 기체가 발생하는 것을 감지한다. 방울이 발생하는 정도로서 기체의 생성 정도를 짐작할 수 있다. 나오는 기체를 리트머스 시험지의 산성의 색 변환을 감지한 후 충분한 시간 동안 반응시켜서 기체 용기에 HCl 기체로 완전히 채워지게 한다. 보통 증기를 눈으로도 확인할 수 있다. 나오는 기체는 NaOH 수용액에서 중화시킨다.2) DCl을 합성하고자 할 때1몰의 염화벤조일을 둥근바닥플라스크에 넣고 5ml의 DO를 액체 첨가용 분별깔대기에 넣어 그림5의 장치를 완성한다. 플라스크를 가열하면서 DO를 천천히 가하면 반응에 의하여 DCl이 발생한다. 광물성 기름에 방울이 올라오는 것으로 DCl기체가 발생하는 것을 감지한다. 방울이 발생하는 정도로서 기체의 생성 정도를 짐작할 수 있다. 나오는 기체를 리트머스 시험지의 산성으로 색 변환을 감지한 후 충분한 시간 동안 반응시켜서 기체 시료용기에 DCl 기체로 완전히 채워지게 한다. 나오는 기체는 NaOH 수용액에서 중화시킨다.3) HCl, DCl을 함께 합성하고자 할 때과량의 CaCl을 둥근바닥플라스크에 넣고 액체 첨가용 분별 깔때기에 진한 황산과 DO를 몰비로 1:1로 하여 중수황산 용액을 만들어 넣고 그림5와 같이 장치한다. 황산 용액을 천천히 NaCl에 흘려 넣으면서 광물성 기름 트랩에 방울이 올라오는 것으로 HCl과 DCl 기체가 발생하는 것을 감지한다. 방울이 발생하는 정도로서 기체의 생성 정도를 짐작 할 수 있다. 나오는 기체를 리트머스 시험지의 산성으로 색 변환을 감지한 후 충분한 시간 동안 반응시켜서 기체 시료용기에 HCl과 DCl기체로 완전히 채워지게 한다. 보통 증기를 눈으로 확인할 수 있다. 나오는 기체를 NaOH 수용액에서 중화시킨다.4) HBr, DBr을 합성하고자 할 때전자 친화성 방향족 치환반응에 의하여 합성된다. 2ml d-톨루엔과 철촉매를 둥근바닥플라스크에 넣고 1ml의 브롬을 액체 첨가용 분별 깔대기에 넣어 그림5의 실험 장치를 완성한다. 플라스크의 용액을 자석 교반기로 저어주면서 브롬을 분별 깔대기의 잠금꼭지를 열어 천천히 흘려 넣으면 즉시 반응이 시작된다. 광물성 기름 트랩에 생기는 방울로서 기체의 발생을 보여주는 동시에 이 방울은 톨루엔이나 브롬 증기를 잡아 주는 역할을 한다. 나오는 기체를 리트머스 시험지의 산성으로 색 변환을 감지한 후 충분한 시간 동안 반응시켜서 기체 시료 용기에 기체로 완전히 채워지게 한다. 나오는 기체를 NaOH 수용액에서 중화시킨다.

자연과학| 2005.12.20| 9페이지| 1,000원| 조회(3,126)

조화진동, 이원자분자, 진동스펙트럼, 진동-회전스펙트럼

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[교직] 중2물상 학습지도안

지도교사연구부장교 감교 장과학과 학습지도안단원명물질의 특성대 상2학년 8반- 13반지도교사신 창 복선생님교 생건국대학교 화학공학과 박주미광 양 중 학 교1. 단원명1) 대단원: Ⅱ. 물질의 특성2) 중단원: 1. 물질의 양2. 밀도2. 단원의 개관어떤 물질이 다른 물질과 구별되는 준거가 될 수 있는 성질을 그 물질의 특성이라고 말한다. 물질의 성질과 관련해서는 이미 초등학교에서 많이 다루었다. 3학년에서 여러 가지 고체의 성질, 4학년에서 여러 가지 액체의 성질, 5학년에서 용액의 성질을 다루었으며, 6학년에서는 여러 가지 기체의 성질을 학습하였다. 그러나 이 것들은 물질을 구별하는 준거로서의 성질이라기보다는 단순히 성질을 조사하고 비교하는 수준이었다. 이 단원에서는 이러한 선수 학습을 바탕으로 물질의 특성에 대하여 이해할 수 있도록 하였다. 우리 주변에는 수없이 많은 물질이 있으며, 각각의 물질마다 여러 가지 성질을 가지는데, 그 중 몇 가지 성질은 다른 물질과 구분되는 고유의 성질을 가진다. 이러한 성질을 특성 이라 하며, 물질의 특성을 활용하는 것이 물질을 이용하는 것임을 이해하게 한다. 물질의 특성 중에는 외형으로 구분할 수 있는 겉보기 성질 이외에 끓는점, 녹는점, 밀도, 용해도 등이 있는데, 이 단원에서는 몇 가지 물질의 끓는점, 녹는점, 밀도, 용해도 등을 실험을 통해서 알아보고, 물질마다 각 성질에서 고유의 값을 가진다는 것을 알고, 이러한 성질은 각 물질의 용해도와 밀접한 관련이 있음을 이해한다. 즉, 우리가 어떤 물질을 어떤 특정 용도로 사용한다는 것은 그 물질의 고유한 성질을 활용하는 것임을 이해한다.후속 학습으로 8학년의 '혼합물의 분리'를 비롯한 '물질'단원과 10학년의 '물질'단원을 공부하는데 밑바탕이 될 것이다.3. 단원 설정 이유우리는 하루하루 다양한 물질들을 이용하고 소모하면서 살아가고 있다. 우리가 살아가는 각 상황에 적합하게 선택한 물질들로 물건을 만들어 그것을 우리가 사용하는 것이다. 상황에 맞는 물질을 고르려면 우리는 물질 부피, 질량을 측정할 수 있다.3) 겉보기 성질이 무엇인지 설명할 수 있고 이것이 물질의 특성임을 이해한다.4) 밀도가 무엇인지 설명할 수 있고 물질의 밀도를 측정할 수 있다.5) 어는점, 끓는점이 무엇인지 설명할 수 있고 각각을 측정할 수 있다.6) 용해도가 무엇인지 설명할 수 있고 물질의 용해도 곡선을 해석할 수 있다.7) 용해도에 영향을 주는 요인을 설명할 수 있다.8) 각 물질의 성질들이 생활 속에 어떻게 이용되는지 찾아 낼 수 있다.5. 단원 지도 계획차시소단원학습내용 및 활동학습자료, 준비물1물질을 알아내기 위해서[보고 생각하기] 물질 구별하기[실험] 흰색 가루의 이름을 찾아라!모둠 구성표, CD2물질의 부피는 어떻게 측정할까?[보고 생각하기] 물질이 차지하는 공간[해보기] 고체의 부피 측정하기CD, 실물화상기3물질의 질량은 어떻게 측정할까?[보고 생각하기] 물건을 살 때에는…[해보기] 물체의 질량 측정CD4쇠가 솜보다 무거운 이유는?[보고 생각하기] 솜과 쇠의 물질 모형으로 차이점 찾기[해보기] 같은 부피의 질량 비교전자 저울 사용법5, 6밀도로 물질을 구별할 수 있을까?[실험] 같은 물질은 밀도가 같을까?[실험] 밀도 측정하여 물질 구별하기[그때 그 현장] 유레카! 유레카!교과서 p49그림 Ⅱ-12에 있는 물질, CD, 비디오 자료7밀도를 생활 속에서 어떻게 이용할까?[보고 생각하기] 생활 속의 밀도 보기[읽고 생각하기] 몸의 밀도로 체지방 측정하기CD8,9물질마다 어는 온도가 다를까?[실험] 물질이 얼 때의 온도 측정하기[자료해석] 물질의 냉각 곡선으로 어는 온도 찾기[보고 생각하기] 물질의 녹는점과 우리 생활CD, 물의 어는점과 끓는점이 각각 같은 온도를 가리키는 온도계 여러 개10,11물질마다 끓는 온도가 다를까?[실험] 물질이 끓을 때의 온도 측정[자료 해석] 액체가 기체로 변할 때의 온도[보고 생각하기] 생활 속의 끓는점CD, 물의 어는점과 끓는점이 각각 같은 온도를 가리키는 온도계 여러 개12더 생각해보기[심화] 호수 속 생물의 겨울양 측정하기CD17더 생각해 보기[심화] 여러 가지 결정 키우기[보충] 요소로 만든 결정꽃CD, 보충?심화용 활동지18정리하기단원정리6. 지도상의 유의점1) 실생활과 관련된 예를 사용하여 학생들의 지적 호기심과 학습 동기를 유발한다.2) 달과 지구에서의 질량과 무게의 차이 등, 다양한 사례를 통하여 질량과 무게의 차이점을 이해시킨다.3) 끓는점과 녹는점, 밀도, 용해도 등으로 생활 속의 현상들을 설명할 수 있으므로, 각 개념을 도입하기 전에 친숙한 현상으로부터 시작하여 개념을 도입한 후 새로운 응용 상황에 적용하도록 한다.4) 학생들은 끓는점과 녹는점, 밀도, 용해도 등과 관련된 현상들을 생활 속에서 자주 접해 왔으므로, 매우 견고한 오개념을 가질 수 있다. 따라서, 끓는점과 녹는점, 밀도, 용해도 등의 개념을 암기하지 않고 직접 실험을 통해 이해하도록 한다.5) 용해도에 영향을 주는 요인은 어떤 것들이 있는지 이해하게 하고, 용해도 곡선에서 정량적인 계산 문제를 너무 강조하지 않는다.6) 다양한 실험 및 방법을 스스로 생각하게 하여 창의적인 학습이 될 수 있도록 한다.7. 차시별 지도안가. 제 1차시1) 단원명: 대단원: Ⅱ. 물질의 특성중단원: 1. 물질의 양소단원: 물질의 질량은 어떻게 측정할까?2) 학습목표: ○ 물질의 질량이 무엇인지 설명할 수 있다.○ 물질의 질량을 측정할 수 있다.3) 지도계획단계학습내용학습활동유의점,학습형태학습자료교사학생도입(4)·인사·전시학습 확인·학습목표·인사한다.·물질의 양을 나타내는 것은 무엇이 있는가?·물질의 양을 나타내는 것 중 물질이 차지하는 공간을 무엇이라고 하는가?·물질의 양을 측정하는 방법 중 오늘은 질량에 대해 공부해 봅시다.·학습목표 판서·인사한다.·부피, 질량, 무게라고 대답한다.·부피라고 대답한다.·학습목표를 인지한다.·학습목표 판서전개(35)·양을 표시하는 방법제시·질량과 무게의 의미 설명·윗접시저울 사용법 제시·질량을 예측하고 측정해보기·일상생활에서 양을 표시하기 위하여 부피와 질량이 사용되며, 언제 와 함께 질량, 무게로 양을 나타낸다는 설명을 한다.·파워포인트1·파워포인트1·윗접시 저울정리 및 평가 (5)·본 차시학습 내용 정리·형성평가·본 차시 학습 내용을 학습지를 통해 정리·형성평가를 이용하여 학생들의 수업 성취 정도를 알아본다·학습지 작성·형성평가 문제를 푼다.·학습지·파워포인트1차시예고(1)·차시예고·차시예고 : 다음 시간에 배울 내용을 알려준다.·차시학습 내용을 숙지한다.4) 판서계획* 학습목표○ 물질의 질량이 무엇인지 설명할 수 있다.○ 물질의 질량을 측정할 수 있다.5) 파워포인트 자료-별첨16) 학습지-별첨2나. 제2차시1) 단원명: 대단원: Ⅱ. 물질의 특성중단원: 2. 밀도소단원: 쇠가 솜보다 무거운 이유는?2) 학습목표: ○ 밀도가 무엇인지 설명할 수 있다.○ 질량과 부피를 이용해 밀도를 구할 수 있다.3) 지도계획단계학습내용학습활동유의점,학습형태학습자료교사학생도입(4)·인사·동기유발·학습목표·인사한다.·솜과 쇠 중 어느 것이 더 무어운지 물어 본다.·윗접시 저울의 한쪽 팔에는 못을, 다른 쪽 팔에는 솜을 올려놓았을 때 수평을 이루는 그림을 보여 주면서 왜 그런가를 질문한다.·솜과 쇠의 무겁고, 가벼운성질을 이야기할 때에는 무게나 질량이 아닌 다른 개념으로 이야기해야 하는데 이것이 밀도라고 말한다.·학습목표 판서·인사한다.·쇠 또는 솜이라고 대답한다.·파워포인트 그림을 본다.·경청·학습목표를 안다.·파워포인트2·판서전개(35)·밀도의 정의·밀도를 이해하는데 입자의 개념을 도입한다.·입자가 빽빽한 쇠는 밀도가 커서 무겁게 느껴지고 입자가 성긴 솜은 밀도가 작아서 가볍게 느껴지는 지는 것이라고 파워포인트의 쇠와 솜의 입자 모양을 보고 설명 한다.·각 물질들의 질량을 재서 물질의 가볍고 무거운 정도를 비교할 때 같은 부피의 질량을 비교하는 것과, 1cm3당 질량이 밀도라는 것을 알게 한다.·파워포인트를 보면서 경청한다.·밀도를 이해한다.·입자가 빽빽하거나 성긴 정도로 입자의 밀도를 설명하는 것은 정확한 개념이 아님을 안다.·파워포인트2정리16) 학습지-별첨2다. 제3차시1) 단원명: 대단원: Ⅱ. 물질의 특성중단원: 2. 밀도소단원: 밀도로 물질을 구별 할 수 있을까?2) 학습목표: ○ 물질의 밀도는 물질의 종류를 구별하는 특성임을 설명할 수 있다.3) 지도계획단계학습내용학습활동유의점,학습형태학습자료교사학생도입(4)·인사·전시학습 확인·학습목표·인사한다.·밀도란 무엇인지 질문한다.·간장에 참기름을 조금 부었을 때와 많이 부었을 때의 상황에 대해 질문한다.·학습목표 판서·인사한다.· 대답한다.·파워포인트 그림을 본다.·학습목표를 안다.·파워포인트3·판서전개(35)·밀도로 물질을 구별한다.·스티로폼과 쇠못을 각각 부피를 다르게 하여 물에 뜨는지 가라앉는지 실험한 파워포인트 자료를 보여준다.·같은 물질은 크기나 모양이 달라져도 밀도가 일정함을 설명한다.·가라앉고, 뜨는 것은 그 물질의 밀도와 관계가 있음을 설명한다.·파워포인트를 보면서 경청한다.·물질의 부피와 질량이 변해도 밀도는 변하지 않음을 이해한다.·파워포인트를 본다.·파워포인트3파워포인트3정리 및 평가 (5)·본 차시학습 내용 정리·형성평가·본 차시 학습 내용을 학습지를 통해 정리·형성평가를 이용하여 학생들의 수업 성취 정도를 알아본다.·학습지 작성·형성평가 문제를 푼다.·학습지·파워포인트3차시예고(1)·차시예고·차시예고 : 다음 시간에 배울 내용을 알려준다.·차시학습 내용을 숙지한다.4) 판서계획* 학습목표○ 물질의 밀도는 물질의 종류를 구별하는 특성임을 설명할 수 있다.5) 파워포인트 자료-별첨36) 학습지 - 별첨2라. 제4차시1) 단원명: 대단원: Ⅱ. 물질의 특성중단원: 2. 밀도소단원: 밀도로 물질을 구별할 수 있을까?2) 학습목표: ○ 물질의 밀도를 측정하여 물질의 종류를 알아 수 있다.○ 물질의 밀도를 측정하여 물질이 순물질인지 혼합물인지를 구별할 수 있다.3) 지도계획단계학습내용학습활동유의점,학습형태학습자료교사학생도입(4)·인사·전시학습 확인·학습목표·인사한다.·부피와 질량으로 나타낼 수 있는 물질의 특성이 무엇인지 질문한다정한다.

교육학| 2005.05.03| 13페이지| 1,000원| 조회(616)

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