일반화학실험 | 백반의 합성

 

 

 

TIP

 

 

1. 알루미늄을 이용해 KAl(SO₄)₂˙12H₂O를 합성하고 칼륨-알루미늄 백반 결정의 색깔 및 수득률을 확인해 본다.
2. Al, Fe, Cr 등과 같은 3가 금속의 황산염과 K, Na, NH₄ 등과 같은 1가 금속의 황산염을 혼합시켜 명반을 합성하고, 그들의 과포화 용액으로부터 결정을 석출 성장시켜 봄으로써 그 결정구조를 관찰한다.

 

 

 

백반의 용도

소백반 제조, 염색매염제, 안료, 사진 현상 시, 피혁타닌, 도금공업용, 의약품, 시약, 아교, 직물 공업, 알루미나 제조용, 은제품 연마제, 암모니아 명반, 소다 명반, 급 결정, 베이킹파우더 등

 

 

재결정(Recrystallization) : 정제

결정은 물에 녹는 물질일 때 높은 온도에서 포화용액을 만들어 서서히 냉각시키면 과포화분이 결정으로 석출된다. 이 과정을 여러 번 되풀이하면 순도가 높은 규칙저긴 결정을 얻을 수 있다. 이 조작을 재결정이라고 한다.

 

즉, 재결정이란 결정을 용융(melting)시켜 결정구조를 완전히 분열시킨 후 다시 새로운 결정을 형성하게 함으로써 불순물(impurity)을 용융액(melt)이나 용액 속에 남아 있게 하여 순도(purity)를 높이는 방법이다. 이러한 재결정법의 기본적 원리는 온도에 따른 용해도(solubility)의 차를 이용하는 것이다.

 

재결정법에서는 거의 모든 고체가 차가운 용매에서 보다 뜨거운 용매에서 훨씬 용해도가 큰 경우가 더욱 유리하다. 원래의 결정에 있던 불순물은 용매 속에 녹아서 용액을 완전히 식힌 다음에도 계속 용해된 상태로 존재하게 된다. 이것을 거름종이로 거르면 순도가 높은 결정을 얻게 된다. 만약 뜨거운 용매에도 불순물이 녹지 않고 존재한다면 뜨거운 용액을 거름종이에 거른 후에 용액을 식힌다.

 

큰 결정 얻기 위한 혼합용액 냉각 시 주의사항

① 용액을 냉각시키지 전에 작은 결정을 결정핵으로 넣어 줄 것.

 

② 먼지가 들어가는 것을 방지. (먼지가 결정핵이 되어 작은 결정을 많이 만들게 된다.)

 

③ 될 수 있는 대로 서서히 냉각시킬 것.

 

④ 용액이 너무 진한 과포화용액이 되지 않게 한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) Al에서 Sodium Aluminate(알루민산나트륨) 수용액의 제조

 

2) Sodium Aluminate 수용액에서 Al(OH)₃의 제조

 

3) Al(OH)₃에서 황산알루미늄 Al₂(SO₄)₃이 제조

 

4) Al₂(SO₄)₃ 수용액으로부터 백반의 제조

 

5) 이 때 생성된 결정을 약산성의 황산용액(0.001M)에 녹여서 재결정한다.

 

6) Al³⁺ 이온의 확인

 

7) 전체 반응식

 

 

 

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