• 

  일반화학실험 | 과산화수소의 제조 과산화수소의 공업적 제조법 과산화수소(H2O2)는 공업적으로는 황산수소암모늄 용액을 감압증류하면 얻어진다. 황산수소암모늄의 수용액에 전기분해촉진제를 첨가해서 전기분해하여 양극산화(陽極酸化)에 의해 과산화이황산암모늄의 수용액을 만들고, 이것에 다시 황산을 첨가해서 감압증류하여 진한 용액을 만든다. 2NH4HSO4 + O → H2O + (NH4)2S2O3 (NH4)2S2O3 → 2H2SO4 + H2O2 노르말농도 규정농도 ·당량농도라고도 한다. 용액 1ℓ 속에 녹아 있는 용질의 g당량수를 나타낸 농도를 말하며, 기호 N으로 표시한다. 산 ·알칼리의 중화반응 또는 산화제와 환원제의 산화 ·환원반응의 계산 등에 널리 이용된다. 그러나 같은 물질이라도 관여하는 화학반응에 따라 g당량수가 달라지는 경우가 있으므로,.. Chemistry/일반화학 2021. 10. 11.

• 

  일반화학실험 | 얇은막 크로마토그래피에 의한 엽록체 색소의 분리 TIP 1. 어떠한 특정 물질이 시료에 들어 있는지 알아내는 문제를 다루는 화학의 분야를 분석화학, 더 자세히 말하는 정성 분석이라고 한다. 크로마토그래피는 혼합물에서 각 성분을 분리하여 정량 및 정성분석을 가능하게 하는 중요한 분석방법이다. 2. 본 실험은 분석 화학의 하나의 예로 얇은 막 크로마토그래피(Thin-layer Chromatography, TLC)를 이용하여 식물의 엽록체 색소를 분리를 통해 크로마토그래피의 원리를 배운다. 광합성은 엽록체가 불리는 식물의 특수한 기관에서 수행된다. 엽록체의 내막인 틸라코이드막은 빛에너지를 흡수하는 데에 필요한 광합성 색소를 가지고 있다. 주요 광합성 색소로는 엽록소a, 엽록소b와 카로틴계 색소 등이 있다. 카로틴계 색소에는 β-카로틴, 크산토필, 루테인, .. Chemistry/일반화학 2021. 10. 7.

• 

  일반화학실험 | 아스피린의 합성 합성 의약품 중에서 가장 성공적인 것으로 알려진 아스피린(aspirin)은 아세틸살리실산(acetyl salicylic acid)이라는 화합물로 방향족 벤젠 분자에 카복실기와 에스터기가 결합된 비교적 간단한 구조로 되어 있다. 아스피린은 유기산의 일종으로 값이 싼 화합물인 살리실산(salicylic acid)에 들어있는 알코올기를 무수아세트산(acetanhydride)을 사용하는 에스터화 반응(esterification)으로 변환시켜서 다음 그림처럼 합성할 수 있다. 카복실산과 알코올이 반응하여 에스터가 생성되는 이 반응은 산성 용액에서 매우 빠르게 일어나기 때문에 아스피린 합성은 일반화학 실험에도 많이 사용된다. 본 실험에서 합성한 아스피린은 불순물을 포함하기 때문에 그대로 의약품으로 사용할 수 없고 .. Chemistry/일반화학 2021. 10. 6.

• 

  일반화학실험 | 시료의 부피와 질량 및 밀도측정 화학 실험은 기구나 도구를 이용하여 물리적 양의 측정으로 이루어진다. 화학 실험에서 가장 기본이 되는 물리적 양은 질량과 부피이다. 질량은 엄밀하게는 주어진 물질의 고유한 양이고 무게는 물질에 작용하는 중력의 측정치이다. 무게는 저울을 사용해서 측정한다. 일반적 화학 실험에서는 측정 용량이 수백 그램이고 측정의 정밀도가 10㎎에서 0.1㎎인 저울을 사용한다. 저울을 사용하기 전에는 반드시 저울의 측정용량과 정밀도를 알아보고 실험의 목적에 맞는 것인가를 확인해야한다. 화학 실험에서 용액의 부피 측정에 사용되는 보편적인 기구는 눈금피펫, 부피피펫, 뷰렛, 눈금실린더, 부피플라스크 등이다. 부피피펫과 눈금피펫은 정확한 양의 액체를 취해 다른 용기에 옮기는데 사용되며, 부피피펫이 눈금피펫보다 정밀도가 높다. 역.. Chemistry/일반화학 2021. 10. 5.

• 

  일반화학실험 | 속도 결정과 활성화 에너지 TIP 네 가지 다른 온도에서 crystal violet과 NaOH를 반응시켜 반응속도와 속도상수에 대한 온도의 영향을 관찰하고 이 반응의 활성화 에너지를 구해본다. 초기 속도를 측정하려면 아주 짧은 시간 동안에 일어난 적은 농도변화를 측정해야한다. 때때로 이러한 변화량은 실험으로 계산하기 어려울 때가 많다. 그렇기 때문에 화학종의 농도를 시간의 함수로 나타낼 수 있는 적분 속도식, 또는 적분 속도 법칙을 이용하면 편리하다. 이는 전체 반응 차수에 따라 계산 방법이 달라지지만 일차 반응에 대해서만 알아보았다. water bath에 상온정도의 물을 준비해서 0.1M NaOH 10㎖와 2.5×10-5M crystal violet 10㎖를 각각 담은 100㎖비커를 Water bath에 넣고 비커속 용액의 온도.. Chemistry/일반화학 2021. 10. 4.

• 

  일반화학실험 | 촉매반응 TIP 과산화수소(H2O2)의 분해 반응을 빠르게 하는 다양한 촉매와 반응을 느리게 하는 억제제의 작용과 그 원리를 알아본다. 열역학(Thermodynamics) 반응의 방향과 평형상태를 알 수 있게 해준다. 그러나 현실적으로는 주어진 반응에 대한 열역학적 선호도 못지않게 반응속도도 중요하다. 반응의 속도를 조절하기 위한 몇 가지 방법들이 있는데, 첫째 반응물과 생성물의 양을 조절하여 속도를 제어하는 것이며 두 번째는 촉매(Catalyst)나 억제제(Inhibitor)를 사용하여 속도를 변화시키는 것이다. 이 실험에서는 여러 종류의 촉매와 억제제들을 사용하여 이들이 반응의 속도에 어떤 영향을 주는지 알아볼 것이다. 과산화수소의 분해 반응을 대상으로 촉매의 작용을 확인해 보자 2H2O2 ↔ 2H2O + O.. Chemistry/일반화학 2021. 10. 3.

• 

  일반화학실험 | 우리 나라 동전의 밀도 측정 TIP 밀도와 비중의 개념을 익히고, 밀도측정 실험을 통해서 유효숫자, 기구의 눈금 읽는 법 등 기초적인 실험 능력을 키운다. 밀도(Density) 부피의 단위당 질량을 나타내는 값이다. 부피가 일정할 때, 한 물체의 밀도가 클수록 그 물체의 질량은 크다. 한 물체의 평균 밀도는 그 전체 질량을 그 전체 부피로 나눈 것과 같다. 더 조밀한 물체(철과 같은)는 같은 질량의 덜 조밀한 물질(물과 같은)보다 부피가 적을 것이다. 밀도의 SI단위는 킬로그램 퍼 세제곱미터 (㎏/㎥)이다. 비중(Specific gravity) 어떤 물질의 밀도와, 표준 물질의 밀도와의 비이다. 상대밀도라고도 한다. 온도 및 기압 조건이 따로 제시되지 않았다면 일반적으로 고체 및 액체에 대해서는 4℃ 1기압 아래의 물, 기체에 대해.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 29.

• 

  일반화학실험 | 이산화탄소의 발생 TIP 식물이나 동물은 대부분 탄소의 화합물로 되어 있다. 특히 식물계에서 대단히 중요한 역할을 하는 이산화탄소의 제법과 그 반응 및 성질을 관찰해 본다. 이산화탄소는 공기 중에 약 0.03% 포함되어 있다. 동식물의 호흡, 유기 물질의 산화, 탄소화합물이 연소할 때에 발생한다. 이산화탄소의 발생 반응을 화학 반응식으로 표시하면 다음과 같다. C + O2 → CO2 CaCO3 → CaO + CO2 2NaHCO3 → NaCO3 + H2O + CO2 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 수산화칼슘 수용액에 이산화탄소를 통과시키면 탄산칼슘의 흰 앙금이 생기고, 여기에 이산화탄소를 계속 통하면 탄산수소칼슘이 되어 흰 앙금이 녹는다. 이 용액을 가열하면 다시 탄산칼슘이 침전된다. 이산화탄소는.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 26.

• 

  일반화학실험 | 산소 기체의 포집 - 수상치환 TIP 1. 산소기체를 포집할 수 있다 2. 일정한 산소를 발생시켜 기체 상수의 값을 결정한다. 기체 혼합물을 포함하는 모든 경우에서 기체의 전체 압력은 부분 압력과 관계가 있다. 다음의 Dalton의 부분압력 법칙은 이것을 잘 나타내주고 있다. “기체 혼합물의 전체 압력은 각 기체가 그 자신만 존재할 때 나타내는 압력의 힘과 같다.” Dalton의 부분압력 법칙은 수상 포집된 기체의 부피를 계산하는데 유용하다. 본 실험에서 쓰인 식은 2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g) (MnO2는 촉매) 수상포집 방법은 기체가 물과 반응하지 않고 물과 거의 녹지 않을 경우에 사용한다. 따라서 산소 기체에 대해서는 좋은 방법이지만, 물에 잘 녹는 기체의 경우 수상 포집이 불가능하다. 하지만 수상치환으로 .. Chemistry/일반화학 2021. 9. 25.

• 

  일반화학실험 | 용해열의 측정 TIP 고체 또는 액체의 용질이 다량 용매에 녹을때 생기는 발열, 흡열의 열량을 측정할 수 있다. 용해열(Heat of solution) 고체 또는 액체의 용질 1mol이 다량의 용매에 녹을때 생기는 발열(+), 흡열(-)의 열량을 측정하는 것이다. 대부분의 고체는 물에 용해될 때 열을 흡수하지만 기체나 액체는 주로 열을 방출한다. 기체가 용해할 때는 일반적으로 열을 발하지만, 액체나 고체가 녹을 때는 열을 발하는 경우도 있고 흡수하는 경우도 있다. 용해열은 용질 1㏖을 용해하는 용매의 양에 의해서도 달라지므로 이것을 밝혀둘 필요가 있다. 이와 같이 1㏖ 물질이 일정량의 용매에 녹을 때까지 발하거나 흡수하는 총열량을 적분용해열이라 하고, 용해 과정의 각 순간에서의 용해열을 1㏖당으로 나타낸 값, 다시 말.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 24.

• 

  일반화학실험 | 용해열 측정 TIP 고체가 액체에 녹을 때 발생하는 용해열을 측정하고, 발열 반응과 흡열반응의 상태를 관찰한다. 고체 상태의 염에서는 양이온과 음이온 사이에 강한 인력이 작용해서 안정화되어 있다. 극성이 강한 물 분자들이 양이온과 음이온을 둘러싸서 상당히 안정화시키기 때문에 이온결합을 하고 있는 염은 물에 잘 녹는다. 그러나 양이온과 음이온들이 물 속에서 안정화되는 정도는 이온이 가지고 있는 전하와 이온의 크기에 따라 매우 다양하기 때문에 고체 상태로 있을 경우보다 더 안정한 경우도 있고, 그렇지 않은 경우도 있다. 염화칼슘을 물에 녹이면 81.3 kJ/㏖의 열이 방출된다. 즉 고체상태의 염화칼슘에서 +2가의 양이온인 칼슘이온 주위에 위치한 -1가의 염소 음이온 두개가 서로 가까이 위치하고 있는 상태보다는 극성의 물.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 21.

• 

  일반화학실험 | 질산포타슘의 용해도 - Solubility of Potassium Nitrate TIP 1. 온도에 따른 용해도의 변화를 이용해서 오염된 물질의 순도를 높이는 방법으로 활용한다 2. 질산포타슘의 온도에 따른 용해도의 변화를 측정하여 용해열을 구하고, 엔탈피와 엔트로피(자발적인 반응과 비자발적인 반응)를 이해한다. 물질에 따라 온도에 따른 용해도의 변화가 매우 다르다. 그래프를 보면 대부분 온도가 증가할수록 용해도 또한 함께 증가한다. 하지만 황산소듐과 황산세륨의 경우 온도가 증가할수록 용해도가 감소한다. 그러므로 일단 질산포타슘의 용해도는 온도에 따른 변화가 어떤지 알아보는 실험을 해야 한다. 그 결과를 도출해낸 후 오염된 물질의 순도를 높이는 방법을 알아보는 것이 이번 실험의 목표이다. 고체 용질이 액체의 용매에 녹는 과정은 열역학적으로 다음과 같이 표현된다. △G = △H - T.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 18.

• 

  일반화학실험 | 금속의 활동도 - 산화와 환원 물질이 수용액에서 일으키는 반응은 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있다. 그 세 가지는 침전반응, 산-염기 중화반응, 그리고 산화-환원 반응이다. 산화-환원반응(redox reaction)이란 반응물 간에 하나이상의 전자가 전달되는 과정으로 그 결과 반응물내 원자의 전하가 변하게 된다. 산화(oxidation)란 어떤 물질이 다른 물질에 의하여 하나 이상의 전자(electron; e-) 를 잃는 것이고 환원(reduction)은 어떤 물질이 다른 물질에 의하여 하나 이상의 전자를 얻는 것이다. 그리고 자신은 산화되고 다른 물질을 환원시키는 물질을 환원제라고 하며 반대로 자신은 환원되고 다른 물질을 산화시키는 것을 산화제라고 한다. 일반적으로 금속들은 환원제이고 비금속들은 산화제이다. 어떤 이온과 중성인 .. Chemistry/일반화학 2021. 9. 16.

• 

  일반화학실험 | 화학반응속도 - 시계반응 TIP 화학반응속도는 농도, 온도 및 촉매의 영향을 받는다. 농도 변화에 따른 반응 속도를 측정함으로써 반응속도 상수와 반응차수를 결정할 수 있다. 이 실험에서는 소위 시계반응을 이용하여 2I + S O → I + 2SO 반응의 반응속도에 미치는 농도의 영향을 조사하고, 반응속도상수 및 반응차수를 구하는 방법을 습득 한다. 시계반응 본 실험에서는 화학반응속도에 미치는 농도의 영향을 조사하는 것이 목적이다. 다음과 같은 요오드화 이온과 과산화이황산 이온의 반응을 조사하여 보자. I- + S2O32-→ I2 + 2SO42- (1) 이 반응은 실온에서는 상당히 느리게 진행되는데, 그 반응속도는 다음 식으로 나타낼 수 있다. 반응속도 = k[I-]m[S2O82-]n (2) 여기서 k는 반응속도상수이며, m과 n.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 15.

• 

  일반화학실험 | 센물 분석 TIP 1. 킬레이트제인 EDTA를 이용하여 물 속에 존재하는 과 전체농도를 구한다. 2. 핵심개념 : 센물(Hard water), 세기(Hardness), EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid), 킬레이트(Chelate), 착물, 완충용액 자연수 속에는 Ca2+과 Mg2+ 이온 같은 이온이 존재 광물 속의 탄산염을 약산인 빗물이 용해시켜 자연수 속에 존재 CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ + 2HCO3- Ca2+과 Mg2+ 이온은 물 속에서 비누와 반응하여 침전물을 형성하여 세척 효과를 떨어뜨리거나 보일러 내부에 물때를 끼게 함 2C17H35CO2-Na+(aq) + Ca2+(aq) → C17H35CO2- Ca2+ -O2CC17H35(s) + 2Na+(aq) Ca2.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 14.

• 

  일반화학실험 | 금속의 반응성 TIP 금속을 여러 가지 화합물과 반응시켜 봄으로써 금속의 상대적 반응성을 알아보고 산화 환원 반응을 이해 할 수 있다. 금속은 종류에 따라서 반응성이 다르다. 따라서 반응성의 크기를 비교하는 방법이 필요한데 이때 사용되는 실험 방법이 금속과 산과의 반응과 반응성의 크기가 다른 금속끼리의 반응이다. 먼저 금속과 산과의 반응의 경우 주로 황산과 같은 산과의 반응을 통해 금속과 반응 시킨다. 예를 들어 황산과 아연의 반응에서 Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g)와 같은 반응이 일어나는데 이는 수소와 아연 중에서 아연의 반응성이 더 크기 때문이다. 반응성이 더 큰 금속은 양이온이 되려는 힘이 더 크기 때문에 위의 반응에서 아연은 전자를 잃고 산화되며 수소는 전자를 얻어 환원되면서.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 13.

• 

  일반화학실험 | 약산의 평형상수 TIP BPB (BROMOPHENOL BLUE)의 평형상수와 변색범위를 pH의 변화에 따른 BPB의 흡광도 측정을 통해 알아본다. 적정(titration) 분석화학에서 매우 중요한 실험방법이다. 적정은 농도를 알고 있는 물질 A의 용액을 농도를 모르는 물질 B의 용액에 가해 정량적으로 반응이 일어나게 한 후, 반응이 완결될 때까지 들어간 물질 A의 농도(양)를 계산하여 물질 B의 농도(양)을 알아내는 일이다. 반응이 완결되는 종말점은 반응 혼합물의 물리적 성질의 변화에 의해서 알 수 있는데 그 중 하나가 바로 지시약에 의한 색의 변화이다. 즉, 어떤 물질의 pH를 알고자 할 때 사용되는 지시약은 대게 약한 산성물질로 HA ↔ H+ + A-의 구조를 지닌다. 지시약도 이온화하는 물질이기 때문에 평형상수가 .. Chemistry/일반화학 2021. 9. 12.

• 

  일반화학실험 | Vitamin C의 분석 TIP 1. 비타민 C에 대해 알아보자 2. 산화-환원 분석 실험을 통하여 일정량 속에 들어 있는 비타민C의 양을 구해보자 3. 비타민 C가 신체에 어떤 영향을 미치고 그 이유를 알아보자 Vitamin C 선원들에게 많이 발병한 괴혈병에서 유래. 학명은 ascorbic acid이며 화학식은 C6H8O6이다. 쉽게 산화되어서 환원제로 많이 사용되며 알칼리에 불안정하고 약산에 안정하다. 직접 요오드 적정법 요오드가 산화제 역할을 하는, I2 + vitamin C ⇒ 2I- + 산화된 vitamin C + 2H+ 의 반응식을 이용한다. 소모된 I2의 양을 알면 함께 반응한 vitamin C의 양 또한 구할 수 있다. (적정법) I2의 합성 I2는 맹독이고, 불용성이므로 다음의 반응을 이용한다. KIO3 + 5.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 11.