물리화학실험 | 평형 분배

 

 

 

TIP

 

 

1. 서로 섞이지 않는 두 용매에서 용질의 평형 분배 고찰해 본다.
2. 물질의 용매에 의한 추출의 개념 이해, 물과 1-부탄올 사이의 아세트산의 분배계수 측정 및 추출 효과 확인, 분배계수 결과 처리(계산)과정을 이해한다.

 

 

 

실험 배경

추출은 추출 용매를 이용해여 혼합물로부터 어떤 용질을 분리하는 선택적 과정이다. 두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물 속에서 특정한 물질을 용해할 수 있는 용매를 사용하여 성분을 분리해 내는 방법을 추출이라 한다. 서로 섞이지 않는 두 용매 사이에서 일어나는 용질의 평형 분배는 두 용매에 대한 용해도에 근거를 두며, 적은 양의 추출 용매를 여러 번 사용하는 것이 같은 양의 용매를 한 번 사용하는 것보다 효율적이다.

 

평형분배는 어떤 용질이 서로 접촉하고 있지만 혼합하지 않는 두 액상에 각각 용해되어 평형을 이룬 상태를 말한다. 일정 온도와 압력에서 섞이지 않는 두 용매가 층을 이루고 있을 때, 두 용매에 다 녹을 수 있는 용질을 넣으면 이 용질은 두 용매 층에 용해가 되고 용질은 두 액체 층에 일정한 비로 분배되어 평형을 이루게 된다. 용해된 용질의 농도가 일정한 비로 분배되면 두 액체층에 용해 되어있는 용질의 농도비는 일정하다.

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실험 방법

실험 1

1) 0.5N 아세트산 수용액 40㎖를 분별 깔때기에 넣는다.

 

2) 아세트산 수용액을 넣은 곳에 1-butanol 20㎖를 취하여 분별 깔때기에 넣는다.

 

3) 분별깔때기의 마개를 막고 3～5분간 혼합물을 흔들어 섞는데 중간에 코크를 열어 압력이 지나치게 증가하는 것을 막는다.

 

4) 마개를 열고 방치 후 두 층으로 분리되면 아래층 용액과 위층 용액을 각각 다른 비이커에 옮긴다.

 

5) 아래층 용액을 분별깔때기에 넣고 2)-4)번 과정을 한번 더 반복하고 아래층 용액을 비이커에 추출하고 위층 용액이 든 비이커에 옮긴다.

 

6) 비이커에 옮겨진 아래층 용액 중 10㎖를 취하여 100㎖ 삼각플라스크에 넣고 10㎖ 증류수를 가한다.

 

7) 페놀프탈레인 지시약 3～4방울을 넣고 뷰렛에 0.5N NaOH 표준용액을 넣고 지시약의 색이 30초 동안 변함없을 때까지 적정한다.

 

8) 위층 용액10㎖를 취하여 플라스크에 넣고 페놀프탈레인 지시약 2～3방울을 넣고 뷰렛에 0.5N NaOH 표준용액을 넣고 적정한다.

 

9) 1.0N, 1.5N, 2.0N 아세트산 용액을 이용하여 위의 과정을 반복한다.

 

실험 2

1) 0.5N 아세트산 수용액 40㎖를 분별 깔때기에 넣는다.

 

2) 아세트산 수용액을 넣은 곳에 1-butanol 40㎖를 취하여 분별 깔때기에 넣는다.

 

3) 분별 깔때기의 마개를 막고 3～5분간 혼합물을 흔들어 섞는데 중간에 코크를 열어 압력이 지나치게 증가하는 것을 막는다.

 

4) 마개를 열고 방치 후 두 층으로 분리되면 아래층 용액을 비이커에 옮긴다.

 

5) 비이커에 옮긴 아래층 용액 중 10㎖를 취하여 100㎖ 삼각플라스크에 넣고 10㎖ 증류수를 가한다.

 

6) 페놀프탈레인의 지시약 3～4방울을 넣고 뷰렛에 0.5N NaOH 표준용액을 넣고 지시약의 색이 30초 동안 변함없을 때까지 적정한다.

 

7) 분별 깔때기의 위층 용액 10㎖를 취하여 플라스크에 넣고 페놀프탈레인 지시약 2～3방울을 넣고 뷰렛에 0.5N NaOH 표준용액을 넣고 적정한다.

 

8) 1.0N, 1.5N, 2.0N 아세트산 용액을 이용하여 위의 과정을 반복한다.

 

 

 

[물리화학실험]평형 분배 레포트