일반화학실험 | 임계 마이셀 농도 측정(에멀션 용액 제조)

 

 

 

TIP

 

 

양이온성 계면활성제를 사용한 에멀션 형성과 2-프로판올을 사용한 에멀션 형성 비교 실험을 통해 계면활성제를 사용하지 않고도 물과 유기 용매를 에멀션 상태로 만들 수 있음을 알아본다. 계면활성제 없는 에멀션을 직접 형성해보고 눈으로 관 찰함으로써 계면활성제의 효과와 마이셀 구조, 에멀션 형성 원리에 대해 이해한다.

 

 

 

계면활성제

어떤 물질이 액체에 녹았을 때 계면장력을 감소시키는 현상을 계면활성이라 하고, 이러한 성질을 가지고 있는 화합물을 계면활성제라고 한다. 즉, 물과 기름과 같이 서로 다른 성질의 물질의 계면에서 성질을 변화시키는 화합물이다.

1. 계면

기체, 액체, 고체 중 2개의 상이 접할 때 상과 상 사이에 형성되는 경계면을 계 면이라고 칭한다. 기체-액체, 액체-액체, 액체-고체, 고체-고체, 기체-고체 총 다섯 종류의 계면이 있으며, 특히 그중에서도 기체-액체, 기체-고체는 표면이라고 칭 한다.

 

2. 계면장력

물질이 가지는 3가지 상태 중에서 서로 다른 2가지 상태의 물질이 서로 만났을 때의 스스로 수축하여 경계면의 넓이를 감소시키려고 하는 힘이다. 계면장력의 힘은 온도나 액체의 종류에 따라 다르다.

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실험 방법

물과 톨루엔을 양이온성 계면활성제인 cetyltri-methylammonium bromide(CTAB)와 2-프로판올을 사용하여 혼합시켜보고, 계면활성제가 있는 에멀션과 계면활성제가 없는 에멀션을 비교 실험해본다. 에멀션 제조에 미치는 계면활성제 효과 관찰을 위해 A, B 실험을 동시에 실시한다.

 

1. 계면활성제가 없는 물-톨루엔 혼합물의 에멀션 용액

1) 10㎖ 실린더에 물 3㎖와 톨루엔 1㎖를 넣는다. 물과 유기(톨루엔)층이 확실하 게 구분되면, 각 층의 부피와 혼탁 정도를 기록한다.

 

2) 실린더에 2-프로판올을 1㎖ 첨가하고, 잘 흔들어준다. 2분 정도(최장 5분까지) 기다린 후 물과 유기층이 구분되면, 각 층의 부피와 용액의 혼탁도를 기록한다.

 

3) 2-프로파올을 0.5㎖ 더 첨가하고 다시 잘 혼합해준다. 2분 정도(최장 5분까지) 기다린 후 물과 유기층이 구분되면, 각 층의 부피와 용액의 혼탁도를 기록한다.

 

4) 3의 과정을 전체 액체가 완전히 혼합되어 이 구분이 되지 않을 때까지 반복한 다. 단, 첨가하는 2-프로판올의 전체 부피가 6㎖를 넘으면 실험을 중단한다.

 

2. 계면활성제가 있는 물-톨루엔 혼합물의 에멀션 용액

1) 10㎖ 실린더에 5wt% CTAB 수용액 3㎖와 톨루엔 1㎖를 넣고 잘 흔들어 준다. 물과 유기층이 확실하게 구분되면, 각 층의 부피와 혼탁 정도를 기록한다.

 

2) 실린더에 2-프로판올을 0.1㎖ 첨가하고, 잘 흔들어준다. 2분 정도(최장 5분까지) 기다린 후 물과 유기층이 구분되면, 각 층의 부피와 용액의 혼탁도를 기록한다.

 

3) 2-프로판올을 0.1㎖를 더 첨가하고, 다시 잘 혼합한 후, 관찰사항을 기록한다.

 

4) 실험 결과표에 지시한 대로 2-프로판올을 첨가하면서 관찰사항을 기록한다.

 

 

 

[일반화학실험]임계 마이셀 농도 측정(에멀션 용액 제조) 레포트