물리화학실험 | 용매를 이용한 용질 추출법

 

 

 

TIP

 

 

1. 섞이지 않는 두 용매 사이의 평형 분배(Equilibrium  Distribution)를 이해한다. 각 상에서의 용질의 회합 또는 해리 상수에 관한 정보를 얻고자 한다. 또한, 용매 추출 장비의 고안 및 조작 방법을 배운다.
2. 본 실험은 불균질 평형(heterogenius equilibrium distribution)이 성립되는 계에서의 질량작용의 법칙(the law of mass action)의 유효성을 설명해 준다.

 

 

 

화학평형 [化學平衡, chemical equilibrium]

가역반응에서 정반응의 속도와 역반응의 속도가 평형인 상태로, 외부 조건이 변하지 않는 한 변하지 않는데, 외부 조건의 변화에 따른 평형의 이동은 "평형상태에 있는 계에 압력을 가하면 평형은 이 압력을 감소시키는 방향으로 이동한다."는 Le Chatelier의 원리로 예측할 수 있다.

 

즉, 화학 평형은 가역 반응에서 조건이 일정할 때 정반응 속도와 역반응 속도가 같아져서 농도 변화가 없는 상태를 말한다. 거시적으로는 두 과정의 반응 속도가 같아서 아무런 변화가 없는 것처럼 보이지만, 미시적 계에서는 끊임없이 정반응과 역반응이 일어나고 있기 때문에 동적 평형 상태라고 한다.

 

화학 평형은 농도, 압력, 부피, 온도에 따라 영향을 받는다. 단, 촉매에 의해서는 영향을 받지 않는다. 즉, 평형에 있는 계의 농도, 압력, 부피, 온도를 바꾸면 새 평형으로 진행된다. 평형에 있는 계에 자극을 가하면, 자극을 완화시키는 방향으로 계가 반응한다는 것이 Le Chatelier의 법칙이다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 아세트산 수용액 0.5N, 1N, 2N 농도의 용액을 준비한다.

 

2) 용액 30㎖를 100㎖ 분별깔때기에 부피피펫을 이용하여 넣은 다음, 30㎖ 다이에틸에테르를 첨가한다.

 

3) 분별깔때기를 고무마개로 잘 막아서 물이 안에 들어가지 않도록 하고, 5분마다 또는 그 이상으로 흔들면서 25℃의 항온조에 약 20분 정도 둔다.

 

4) 용액이 평형 상태에 도달하면 분별깔때기를 항온조에서 꺼내고, 위층이 섞이지 않도록 조심하면서 아래층을 비커에 붓는다.

 

5) 용액 아래층을 10㎖ 취해 삼각플라스크에 옮기고, 페놀프탈레인을 지시약으로 사용하여 NaOH로 적정한다.

 

6) 용액 윗층도 10㎖ 취해 0.5N NaOH수용액으로 적정한다.

 

7) 유기용매를 CCl₄로 바꾸어 위와 같은 방법으로 실험한다.

 

 

 

[물리화학실험]용매를 이용한 용질 추출법 레포트