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  분석화학실험 | Argentometric Titration - Determination of Chloride TIP 침전 반응에서 종말점까지의 적정 소비량을 이용한 정량분석의 원리를 이해하고 미지시료 속의 chloride 이온의 %농도를 구해본다. 적정법(Titration) 뷰렛에 농도를 정확히 알고 있는 용액(표준 용액)을 넣고 농도를 알고자 하는 시료 용액에 조금씩 떨어뜨려 종말점을 결정하는 것이다. 이 때, 표준 용액이 시료 용액에 의해 소모된 부피를 측정하여 분석물을 정량하는 방법에는 중화 적정법, 침전 적정법, 산화-환원 적정법, 킬레이트 적정법 등이 있다. 실험 방법 1. AgNO3 용액의 표준화(Mohr method) 1) 삼각플라스크에 NaCl 0.2g, D.W. 50㎖, 0.1M K2CrO4 2㎖를 넣고 잘 섞는다. 2) AgNO3 를 삼각플라스크에 천천히 적정하며 붉은색이 될 때까지 잘 흔들면.. Chemistry/분석화학 2021. 3. 13.

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  일반화학실험 | 천연염색 TIP 1. 합성색소를 많이 사용하는 현대사회에서 천연염색을 통해 천연염색의 원리를 알 수 있다. 2. 홍차와 치자로부터 색깔을 나타내는 화합물을 추출하고 이를 이용하여 섬유를 염색한다. 오늘날은 화학의 발달로 인하여 합성염료를 화학적인 방법으로 합성하여 대량으로 만들 수 있게 되었다. 그러나 이와 같은 발전이 있기 전에는 식물, 동물, 미네랄 등 원료를 가공하지 않고, 끓이는 등의 방법을 통하여 색을 우려내고 이를 통해 염색하는 방법을 활용하였다. 요즘 시중에서 판매되는 옷들의 대부분은 합성염료를 이용하여 색을 입힌 것이지만, 인체에 해가 덜 가는 등 천연염료의 장점이 알려져, 천연연료가 곳곳에서 활용되기도 한다. 본 실험에서는 합성연료 개발 이전에 사용되었던 천연염료의 염색을 직접 해보는 과정을 통하.. Chemistry/일반화학 2021. 3. 13.

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  핵화학 | 동위원소의 이용 핵 반응기에서 생성된 동위원소들을 이용하는 방법이 많이 개발되고 있다. 물건의 두께를 재는 계기(thickness gauge)가 개발되었는데, 이것은 측정될 재료에서 계수기에 도달하는 방사선량으로 그 물질의 두께를 측정하는 것이다. 윤활유의 효능은 방사성 동위원소가 섞인 금속으로 만든 엔진을 이용하여 측정한다. 엔진을 어느 일정시간 움직인 후 기름을 회수하여 그동안 축적된 방사성 입자들의 양을 시험한다. 식물체의 연대를 조사하기 위하여 방사성 탄소를 사용하고 있다. 또 136C를 포함하고 있는 CO2의 흡수를 추적함으로써 식물의 광합성에 관한 여러 가지 연구를 할 수 있으며, 이러한 방법으로 CO6가 설탕이나 전분 또는 셀룰로오스로 전환되는 과정을 밝힐 수 있다. 방사성 동위원소는 의학적 연구, 치료, .. Chemistry/생활 속 화학 2021. 3. 12.

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  무기화학실험 | 나노입자(Perovskite Quantum dots)의 분광학적 성질 TIP 1. Hot injection process를 통해서 기초적인 quantum dot 합성법을 익힌다. 2. Quantum dot의 형성 메커니즘을 이해할 수 있다 반도체 상의 전자 에너지 상태는 띠 이론(band theory)에 의하여 설명된다. 고체를 구성하고 있는 무한히 많은 원자는 각각 원자의 에너지 준위가 매우 가까이 접근되어 있어 결합을 나타내는 분자궤도 함수의 에너지 준위들은 연속되어 있는 것 처럼 생각할 수 있는데, 이것을 에너지 띠(band)라고 부른다. 원자가 결합하여 분자가 될 때 결합 궤도함수와 반결합 궤도함수가 생성되는 것과 마찬가지로 고체의 띠도 결합 띠와 반결합 띠가 형성된다. 그리고 반도체는 가장 높은 채워진 결합 띠를 원자가띠(valence band)라 하고 가장 낮은.. Chemistry/무기화학 2021. 3. 10.

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  일반화학실험 | 분광기 만들기 TIP 분광기를 직접 만들어봄으로써 분광기의 원리를 이해하고, 제작한 분광기를 사용하여 빛이 분리되는 것을 확인해본다. 분광기 섞여 있는 여러 빛을 나누어 각각의 빛으로 분리하는 장치를 말한다. 우리가 생활하면서 눈으로 보는 빛은 가시광선이라고 하며 대부분의 빛들은 여러 색깔의 빛들이 섞여 보이는 경우가 많다. 예를 들면 밤에 방안을 환하게 비추는 형광등의 경우에도 눈으로 보기에는 흰색이지만 분광기를 사용해 확인하면 여러 다른 빛들이 섞여 있다는 것을 알 수 있다. 또한 이러한 분광기를 사용하여 아주 작은 세계(미시계)에 대해서도 알 수 있다. 원자는 크기가 아주 작은 원자핵과 전자로 이루어져 있는 미시계이다. 따라서 우리는 원자의 구조를 눈으로 볼 수 없기 때문에 눈으로 보아서는 원자의 구조를 알아낼 .. Chemistry/일반화학 2021. 3. 9.

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  핵화학 | 핵융합 핵반응에서 생기는 에너지의 원천은 반응과 동시에 일어나는 질량의 변화이다. 이 질량과 에너지의 관계는 Einstein의 상대성 이론인 ΔE=Δmc2으로 표시된다. 이 식에 의하면 어떤 핵반응에서 1g의 물질이 에너지로 변환된다면 무려 21조 칼로리의 에너지가 방출된다는 것이다. 이것은 보통의 화학반응에서 방출되는 에너지와는 비교도 안될 만큼 막대한 양이다. 과학자들은 태양이 수백만 년 동안 계속해서 에너지를 방출하는데 대하여 오랫동안 의문을 가져 왔었다. 그러나 분광기를 통한 연구로 태양에는 수소와 헬륨이 많이 존재하고 있음을 알게 되었다. 그리고 핵반응에서 수소 원자가 모여 헬륨을 형성할 때 많은 에너지가 방출된다는 결론을 얻었다. 이 반응은 여러 단계를 거쳐 일어나는 것으로 다음과 같다. (4)식에서.. Chemistry/생활 속 화학 2021. 3. 8.

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  유기화학실험 | Grignard 시약을 이용한 Alcohol의 제조 TIP 1. 유기합성에서 가장 유용한 시약중 하나인 할로젠화 유기마그네슘시약의 구조와 원리를 이해하고, 직접제조해 보면서 유기합성반응의 기초를 이해한다. 2. 제조한 Grignard reagent을 이용하여 직접 Alcohol을 만들어 보면서 Radical, SN2 반응을 이해한다. Grignard reagent은 강력한 친핵체이므로 카르보닐, 에톡시, 니트로, 또는 시아노 그룹을 가진 유기할로겐화물로부터 Grignard reagent을 합성할 수 없다. 이런 종류의 반응을 시도한다면 형성된 Grignard reagent은 단지 미처 반응하지 않은 출발 물질과 반응할 것이다. 이것은 Grignard reagent을 만들 때 알킬 할로겐하물이나 탄소-탄소 이중결합, 내부에 있는 삼중결합, 에테르 결합, 그.. Chemistry/유기화학 2021. 3. 7.

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  일반화학실험 | 결정장 갈라짐 에너지의 측정 TIP 배위 화합물의 리간드에 의한 결정장 갈라짐 에너지를 측정해서 리간드의 분광화학적 계열과 결정장 이론을 이해한다. 결정장 갈라짐 에너지(Crystal Field Splitting Energy) 배위 화합물의 에너지에 대한 간단하고 유용한 모형 중 하나가 결정장 이론이다. 이것은 금속과 리간드의 결합 모형을 이온성의 관점에서 설명하는 방법으로서 음전하를 가진 리간드가 중심원자에 접근함으로서 발생하는 영향을 설명해 준다. 예를 들면 자유로운 상태의 전이금속(또는 금속이온)은 에너지 준위가 서로 같은 다섯 개의 d-오비탈을 가지지만, 정팔면체 착물에서 6개의 리간드가 가지는 고립전자쌍의 음전하가 중심원자의 x, y, z축 방향으로 접근하면 리간드의 전자와 금속의 d-오비탈의 반발 정도에 따라 d-오비탈의.. Chemistry/일반화학 2021. 3. 7.

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  유기화학실험 | 수증기 증류 - 아닐린 증류 TIP 서로 혼합이 되지 않는 두 가지 물질의 혼합물을 동시에 증류시키는 수증기 증류의 방법을 이용하여 증류와 정제를 하여보고 증류의 한 방법인 수증기 증류를 이해한다. 수증기 증류의 원리 상호불용성인 두 액체의 혼합물에서 한 성분의 존재는 다른 성분의 증기압을 변화시키지 않고 혼합물을 가열하면 각 성분은 각각 독립으로 증기화하고 두 성분의 혼합물은 증기압 합이 대기압과 같아질 때의 온도에서 증류시키는 것이라 할 수 있다. 상호 용해하는 용액과 비교하여 분량에 따라 온도 변화가 있지 않으며 혼합물이 증류하는 온도는 두 성분 중 저비점 성분의 비점보다 약간 낮은 성질을 가지고 있다. 주어진 온도에서 서로 섞이지 않는 휘발성 물질의 각 성분 A에 대한 분압 Pa는 같은온도에서의 순수한 물질의 증기압 Pa˚와.. Chemistry/유기화학 2021. 3. 3.

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  일반화학실험 | 향료의 합성 TIP 우리가 일상생활에서 접할 수 있는 화학향료를 만들어 본다. 초산과 isoamyl alcohol을 진한 황산 존재하에서 가열해 ester 반응으로 향료인 isoamyl acetate를 합성해보고, ester 화합물과 향료의 특성을 비교해 본다. 에스테르화 반응 유기산을 산 촉매하에서 alcohol과 반응시키면 물과 R-COOR'와 같은 화합물을 생성하게 되는데 이 반응을 에스테르화 반응이라고 한다. ester를 합성하는 방법에는 여러 가지가 있으나 유기산과 알코올을 직접 반응시키는 ester화 반응은 가장 기본적인 반응으로 그의 반응식은 다음과 같다. 이 때 평형정수는 반응성분의 여건에 따라 다르다. 이와 같은 반응을 실시함에 있어서 첫째로 반응속도를 빠르게 하려면 온도를 높이는 방법과 촉매를 이용.. Chemistry/일반화학 2021. 3. 3.

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  일반화학실험 | 비누만들기 - Making Soap (Saponification) TIP 비누 만들기를 통해서 계면활성제의 작용을 이해하고 비누의 원리를 이해한다. 계면활성제의 소수성 탄화수소 사슬이 비극성의 유기 분자 쪽을 향하면서 유기 분자를 둘러싸게 되면 친수성 부분이 극성의 물 쪽에 노출되어서 전체적으로 커다란 극성 분자처럼 보이는 상태가 되는데 이를 에멀젼이라고 부르며, 비누과 합성 세제가 대표적인 계면 활성제 이다. 비누는 동물성 지방이나 식물성 기름을 수산화나트륨과 반응하여 생긴 지방산의 알칼리 염이다. 지방이나 기름은 글리세롤과 지방산의 반응에서 생기는 트라이글리세라이드 종류의 에스터이다. 지방이나 기름을 형성하는 지방산으로는 스테아르산이나 팔미트산과 같이 10개 이상의 탄소가 단일 결합으로 연결된 포화 지방산과 올레산이나 리놀산과 같이 이중 결합을 가진 불포화 지방산 .. Chemistry/일반화학 2021. 3. 1.

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  일반화학실험 | 고체의 용해도 TIP 무게를 아는 용질을 용매에 녹여 포화되는 온도를 측정하여 물질의 용해도 값을 측정할 수 있다. 어렸을 때 따뜻한 물에 설탕을 넣고 녹인 뒤 먹는 것을 잊어버리고 나중에 보았을 때 물이 식고 설탕이 가라 앉아 있는 것을 본 적이 있다. 이번에 한 실험은 용해도 측정에 관한 것인데 용매의 농도가 높을수록 용질이 더 잘 녹는다는 것은 알고 있었지만 의도적으로 실험해 보기는 처음이다. 온도가 높을 수록 더 녹지 않으려 하는 물질이 있는 가 하면 높을수록 더 잘 녹는 물질이 있기도 한다. 이번에 한 가지 용매로만 실험하기에 온도와 용해도의 관계는 알게 되겠지만 다양한 용질로도 해보고 싶은 마음이 든다. 주어진 온도에서 어떤 물질이 용매에 최대한 녹아있는 용액을 포화용액이라고 하며, 포화용액에서 용매 100.. Chemistry/일반화학 2021. 2. 28.

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  핵화학 | 핵분열 1938년 독일의 Otto Hahn과 Fritz Strassman은 우라늄에다 느린 중성자를 충돌시킨 결과 원자들은 핵분열 반응에서 방사되는 α와 β입자보다도 더 무거운 조각들로 쪼개어진다는 사실을 발견하였다. 우라늄 또는 다른 무거운 원자핵이 중성자의 충격을 받은 뒤 작은 조각으로 갈라지는 과정을 핵분열(nuclei fission)이라고 한다. 전형적인 핵분열 과정의 예를 들면 다음과 같다. 백금, 금, 수은, 납 등의 무거운 몇몇 동위원소들은 충분히 큰 에너지를 띤 중성자의 충격을 받으면 핵분열을 할 수 있다. 그러나 실제적으로는 낮은 에너지를 가진 중성자 충격에도 핵분열을 할 수 있는 23592U과 23994Pu 동위원소에 관심이 집중되었으며 이 두 가지 원소는 원자폭탄을 만드는데 사용되었다. 23.. Chemistry/생활 속 화학 2021. 2. 27.

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  유기화학실험 | 아민의 반응 TIP 1. 방향족 아민의 반응을 통해 디아조화 반응과 커플링 반응의 메카니즘을 이해한다. 2. 디아조화 반응으로서 1차 지방족 아민과 1차 방향족 아민을, 2차 또는 3차 아민으로부터 구별한다. 아민 암모니아의 수소원자를 탄화수소기로 치환한 형태의 화합물로, 탄화수소기가 모두 알킬기인 경우에는 지방족아민이라 하고, 탄화수소기 중 1개 이상이 아릴기인 경우를 방향족 아민이라 하며, 그 대표적인 것에는 아닐린이 있다. 치환한 탄화수소기의 수에 따라서 1차아민, 2차아민, 3차아민으로 분류된다. 메틸아민 등 저급(低級) 지방족아민은 동식물체가 썩을 때 생긴다. 저급 지방족아민은 암모니아와 비슷한 냄새가 나며 물에 녹으나, 고급인 것일수록 냄새가 약해진다. 방향족아민은 물에 잘 녹지 않는 액체 또는 고체이며,.. Chemistry/유기화학 2021. 2. 27.

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  일반화학실험 | 계산 화학 실습 계산화학이란 무엇이며, 어떠한 과정을 거쳐 진행되는지에 대한 이해를목표로 한다. 계산화학은 컴퓨터의 계산 능력을 빌려 복잡한 (실제에 가까운) 계를 기술하고자하는 화학 분야를 말하는데 여러 분야로 나뉜다. 그 중 가장 큰 수요가 있는 분야는 분자 동력학(molecular dynamics) 분야와 양자화학(quantum chemistry)이다. 분자 동력학에서는 주로 뉴턴 역학을 기반으로 하여 얻어진 운동방정식의 해를 얻어내는데, 궤적으로부터 단백질 등의 큰계가 움직이는 양상이나 열역학 정보 등을 구한다. 양자화학 분야에서는 안정한 분자나 반응 중간체, 전이 상태 등의 구조를 알아내거나, 계산을 통해 얻어진 파동함수(wave function)로부터 여러 정보를 알아낸다. 여기에서는 “양자화학 분야”를 중심.. Chemistry/일반화학 2021. 2. 24.

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  유기화학개론 | 라디칼 중합 효소 TIP 1. 라디칼반응[radical reaction] 2. 카벤[carbene] 3. 카르베늄 이온 [carbenium ion] 4. 카르보늄 이온 [carbonium ion] 라디칼반응[radical reaction] 탄소-탄소 이중결합을 가진 알켄(alkene)들은 식 1과 같이 라디칼중합에 의해 중합된다. 이 중합에서 중합을 일으키는 개시제는 라디칼이다. 라디칼 중합은 성장하는 사슬 끝에는 짝짓지 못한 홀 전자가 있다. (식 2) 이것이 단량체와 연속해서 반응하여 중합한다. 자유 라디칼 (free-radical) 또는 라디칼이라고 부르는 라디칼 개시제 (radical initiator)는 단량체 존재하에서 라디칼을 생성하는 화합물을 말한다. 일반적으로, 빛이나 열, 화학반응 또는 방사선에 의해 화.. Chemistry/유기화학 2021. 2. 22.

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  일반화학실험 | 폐식용유를 이용하여 세탁 비누 만들기 TIP 에스테르에 수산화나트륨과 같은 염기를 반응시키면 카복실산의 염과 알코올이 생성된다. 이와 같이 에스테르가 염기의 존재 아래에서 분해되는 반응을 비누화라고 한다. 액체 상태의 화합물들이 서로 잘 섞이는가를 결정하는 가장 중요한 특성은 분자의 극성이다. 양전하를 가진 원자핵의 주위에 구름처럼 분포하고 있는 전자를 가지고 있는 분자에서는 원자핵의 종류와 상대적인 위치에 따라서 전자의 분포가 분자의 한 쪽 으로 치우쳐 있는 경우가 있다. 물(H2O) 분자의 경우에는 2개의 수소 원자가 중심에 있는 산소 원자의 양쪽에 104.5°의 각도로 결합하고 있어서, 전자를 잘 잡아당기는 성질을 가진 산소 원자 주위에 전자의 분포가 집중되어 있다. 따라서 물 분자는 산소 원자 부근은 약간의 음전하를 나타내고 수소 원.. Chemistry/일반화학 2021. 2. 22.

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  일반화학실험 | 물과 기름 사이 TIP 밀도가 다른 용매 사이에서 일어나는 현상에 대해 파악해 본다. 밀도 1) 단위 체적 당 질량(g/㎖, g/㎤), 물질의 고유값 2) 일반적 밀도 : 고체>액체>기체, 물의 밀도 : 액체>고체>기체 Q. 물의 경우 액체 상태의 밀도가 가장 높다. 그 이유는? 기체 : 온도 ↑ ⇒ 밀도 ↓, 압력 ↑ ⇒ 밀도 ↑ 비중 1) 어떤 물질의 질량과 같은 체적의 표준물질의 질량과의 비 2) 표준물질 : 고체 및 액체 ⇒ 1atm, 4℃ 물, 기체 ⇒ 1atm, 0℃ 공기 3) 일반적 비중 : 밀도와 같은 개념 계면활성제 1) 계면 : 2상간의 경계 2) 계면활성 : 성질이 서로 다른 두 물질이 맞닿을 때에 액체의 표면 장력을 현저하게 감소시키는 물질의 성질. 3) 계면활성제 : 성질이 다른 두 물질이 맞닿을.. Chemistry/일반화학 2021. 2. 18.