용질을 적당한 용매에 완전히 녹인 후 온도에 따른 용해도의 차이를 이용하여 녹인 용질을 다시 결정화시키는 과정을 이해하고 용질의 온도에 따른 녹는점과 그에 따른 용해도 등 실험을 통한 이론을 습득한다.
용해도
일정한 용매를 포화용액으로 만들 때 필요한 용질의 양. 즉 용매 100㎖ 당 최대로 녹을 수 있는 용질의 양.
1. 용해도에 영향을 주는 것
① 용질과 용매간의 인력이 셀 수록 용해도는 증가한다. 같은 것은 같은 것을 잘 녹인다.(Like disolved Likes)
② 기체 용해도는 용액 위의 부분압에 정비례로 증가한다.(탄산음료 제조시)
③ 고체는 온도에 따라 용해도가 증가한다. 기체는 온도에 따라 용해도가 감소한다.
2. 재결정 : 고체에 함유되어 있는 불순물을 제거하기 위한 방법
① 불순한 고체를 고온의 용매에 녹여 진한 용액을 만든 후 그것을 다시 냉각 시킨다. 그러면 불순물이 용액에 녹은 채로 남기 때문에 순수한 결정을 얻을 수 있는데 이런 과정을 재결정이라 한다.
② 불순물이 많으면 재결정을 여러번 반복하여 불순물의 양을 줄여간다.
③ 온도에 따른 용해도 차가 크지 않은 고체는 소량의 용매에 녹이고 용액을 증발 농축해 재결정 한다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 하나의 나프탈렌을 막자사발에 넣고 으깼다..
2) 플라스틱 시계접시의 무게와 그 안에 으깬 나프탈렌을 넣은 무게를 측정해 순수한 으깬 나프탈렌만의 무게를 계산하였다.
3) 삼각플라스크에 에탄올 10㎖를 넣고 시계접시의 으깬 나프탈렌을 넣되 시계접시에 묻어있는 나프탈렌 가루는 에탄올 5㎖를 시계접시에 부어 헹군 후 삼각플라스크에 넣었다.(에탄올 총 15㎖)
4) 나프탈렌이 에탄올에 모두 녹을 때까지 증기 중탕하여 유리막대로 저었다.
5) 나프탈렌과 에탄올 혼합물을 녹이면서 중탕기에 다른 삼각플라스크를 설치하여 두 삼각플라스크의 온도를 같게 만들어 주었다.
6) 나프탈렌이 모두 녹으면 새로 설치한 삼각플라스크에 거름종이와 깔때기를 이용해 걸렀다.(hot filteration)
7) 걸러낸 용액이 담긴 삼각플라스크에 시계접시를 덮고 결정이 생길 때까지 실온에서 식혔다.
8) 용액이 식는 동안에 캐피라리 튜브에 사발에 으깬 나프탈렌의 여분을 5㎜정도를 채취하고 정제된 나프탈렌도 5㎜정도 채취하여 융점측정기를 이용해 녹는점을 측정하였다.(나프탈렌의 녹는점은 80℃로 알려져 있으므로 80℃까지는 빠른 속도로 온도를 올린다.)
9) 식힌 삼각 플라스크에 결정이 생긴 후 둥근 플라스크를 감압여과장치와 연결하고 여과하였다.
10) 걸러진 결정은 플라스틱 시계접시에 옮긴 뒤 건조기에 15분간 건조시켰다.
11) 이렇게 정제된 나프탈렌의 무게와 녹는점을 측정하고 회수율을 구하였다.
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