본 실험은 천연 원료인 양파로부터 색깔을 나타내는 화합물(천연 색소)을 추출해 내고, 이것을 이용하여 다양한 방법을 통해 섬유에 염색을 하여본다.
또한 매염제를 달리하기도 하고 산․염기에의 변형에 대해서 조사해 보며, 양파로부터 추출한 염료의 색을 변화시킬 수 있는 방법과 색을 오래 유지시킬 수 있는 방법을 찾아보기로 한다.
천연색소
우리나라는 고대로부터 여러 종류의 식물에서 각종 색소를 생산하여 식용 및 의류 염색용으로 색의 아름다움은 물론 인류와의 친화성, 환경 친화성 등이 현대에 생성되는 어떠한 염료나 색보다 우수하게 사용되어 왔으나, 근대에 이르러 합성색소가 광범위하게 사용되면서 전통색소의 맥이 거의 끊어지게 되었다. 따라서 천연색소에 대한 체계적이고 과학적인 연구가 거의 전무한 것이 현재의 실정이다. 그러나 최근 들어 합성색소는 인체에 대한 독성과 발암성을 갖는 등의 문제점으로 인해 점차 사용이 제한되고 있어서, 천연색소의 사용이 절실히 요구되고 있는 것이 세계적인 추세이다.
천연물을 통해 염색을 하는 것은 화학 염색에 비해 환경친화적이다. 그러나 천연염료에 의한 염색은 색이 진하지 않고 색이 잘 빠지게 되는 단점이 있다. 그래서 이런 단점을 보완하기 위해 매염제를 사용하여 다양한 색상을 얻을 수 있고, 색을 오래 유지할 수 있다. 본 실험은 양파의 겉과 속, 치자, 검은콩에서 색소를 추출하여 각각 매염하지 않은, 알루미늄 매염제로 매염한, 철 매염제로 매염한 paper towel을 염색하여 색을 비교해 보고, 각각이 산과 염기에 의해 변색되는지 확인해 본다.
그래서 천연색소는 화합물로서는 특정 종류의 것은 아니고 카로티노이드류, 플라본류, 퀴논류, 질소함유화합물 등 많은 것을 함유한다. 또한 동물 색소로서는 혈색소, 쓸개즙색소, 프테린, 카로티노이드, 퀴논(벤조퀴논·나프토퀴논) 등이 있고, 식물색소로서는 클로로필, 카로티노이드, 안토시안, 플라본, 퀴논(벤조퀴논·나프토퀴논·안트라퀴논), 쿠마린 유도체 등이 있다. 미생물에도 카로티노이드, 페나진(피오시아닌 등), 피롤 유도체, 퀴논 등이 포함되며 항균성(抗菌性) 물질 가운데에도 유색인 것이 많이 있다. 생체 내의 의의에 대해서는 불분명한 것이 많은데 클로로필(질소함유화합물 : 光合性) 헤모글로빈(색소단백질 : 산소운반), 시토크롬(색소단백질 : 호흡)과 같이 중요한 의미를 가지고 있는 것이 판명된 것도 있다. 예로부터 염료로 사용되면서 의약품(비타민류 · 클로로필 유도체 · 퀴논류 · 루틴 · 항균성 물질 등)으로 쓰이는 것도 많다
실험 방법
실험 A : 매염하기
1) 100㎖ 비이커 2개를 준비하고, 각각의 비이커에 50㎖씩 물을 채운다.
2) Al2(SO4)3·18H2O 1.5g의 와 FeCl2·nH2O1.5g의 을 물이 담긴 비이커에 따로 넣고, 각각을 표시해둔다.
3) 각각의 금속염이 담긴 비이커를 저어주면서 5분 정도 가열한다.
4) 준비한 면섬유를 각각의 비이커에 2개 씩 넣고 2분 정도 더 가열한다.
5) 가열을 마치고 비이커를 한쪽에 잘 놓아 둔다
실험 B : 염료의 추출
1) 100㎖ 비이커 2개를 준비하고, 각각의 비이커에 50㎖씩 물을 채운 후 가열한다.
2) 한쪽의 비이커에는 양파의 겉껍질(노란색)을 넣고, 다른 비이커에는 양파의 속(흰색)을 작게 잘라서 넣고 5분 정도 가열한다.
3) 색이 우려 나오면 건더기를 건져낸다. (염색시 얼룩 방지)
실험 C : 매염제 없이 염색하기
1) 준비한 면섬유 2개를 흐르는 물에 적셔준다.
2) B단계에서 추출한 두 개의 염료 추출액 각각에 물에 적신 면섬유 하나씩을 넣고 3분간 가열한다.
3) 가열 후 집게로 면섬유를 건져내어 흐르는 물에 씻어주고 paper towel에 올려놓고 각각을 표시해둔다.
실험 D : 알루미늄 매염제 이용하여 염색하기
1) 비이커 2개를 준비하고, C단계에서 사용한 염액을 각각 반씩 나누어 다른 비이커에 담아놓는다. (매염제 간의 오염을 방지하기 위해서)
2) A에서 미리 준비한 알루미늄 매염액에 담가놓은 면섬유 2개를 집게로 꺼내어 2)에서 준비한 염액에 하나씩 넣고 3분 가열한다.
3) 가열 후 집게로 면섬유를 건져내어 흐르는 물에 씻어주고 paper towel에 올려놓고 표시해둔다.
실험 E : 철 매염제 이용하여 염색하기
1) D에서 사용하지 않은 두 개의 염액이 담긴 비이커를 준비한다.
2) A에서 미리 준비한 철 매염액에 담가 놓은 면섬유 2개를 집게로 꺼내어 미리 준비한 염액이 담긴 비이커에 하나씩 넣고 3분 가열한다.
3) 가열 후 집게로 면섬유를 건져내어 흐르는 물에 씻어주고 paper towel에 올려놓고 각각을 표시해둔다.
실험 F : 산과 염기에 의한 탈색이나 변색의 유무 확인
1) 표시해둔 6개의 면섬유의 색깔을 확인하여 기록한다.
2) 각각의 염색된 면섬유 한쪽 모서리에 아세트산 한두 방울을 떨어뜨린다.
3) 반대편 모서리에는 NaHCO3(0.2g/10㎖) 수용액을 한두 방울 떨어뜨린다.
4) 흐르는 물에 씻어준 후 물기를 제거하고 변화가 있는지 살펴본다.
[일반화학실험]천연색소의 추출 레포트
1. 실험 목적 본 실험은 천연 원료인 양파로부터 색깔을 나타내는 화합물(천연 색소)을 추출해 내고, 이것을 이용하여 다양한 방법을 통해 섬유에 염색을 하여본다. 또한 매염제를 달리하기도 하
www.happycampus.com
댓글