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  사진 화학 | 시각에 관한 화학 시각에 관한 화학 가장 복잡한 영상기기는 눈과 뇌의 복합체이다. 과학자들은 어떻게 눈이 가시광선의 광자들을 하나의 상으로 구성하고 해석하기 위하여 뇌로 보내지는 신호들로 전환시키는지를 이해하는데 상당한 연구가 있었다. 눈의 외부 부분들, 특히 렌즈는 광자를 얇은 화장지 두께의 감광물질, 즉 망막에 집중시킨다. 망막은 두 가지 종류의 감광성 물질 즉 광 수용 세포(photoreceptora cell)인 간상세포와 원추세포를 갖고 있다. 인간의 눈은 약 십억 개의 간상세포와 삼백만개의 원추세포를 포함하고 있다. 원추세포는 밝은 빛에서 작동하고, 또 색에 민감하다. 반면에 간상세포는 희미한 빛에서 작동하며 색깔을 구별할 수 없다. 이것은 바로 달밤에 색깔이 아닌 단지 회색의 명암만이 구별되어지는 이유이다. 눈.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 6. 2.

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  물리화학실험 | 가시광선 분광기를 이용한 약산의 해리상수 결정 TIP 1. 가시광선 분광기를 이용하여 약산성을 띠는 지시약의 해리상수를 측정한다. 2. 본 실험을 통해서 몰농도에 대한 기초, 해리상수 및 해리도에 대한 이론, 흡광도와 해리상수와의 관계 및 이론, 가시광선 분광기의 기본 원리 및 사용법을 익힐 수 있다. 지시약으로 쓰이는 티몰블루(thymol blue)는 수용액에서 약산으로 작용하여 부분적으로 해리하는데, 이때 이온화된 성분과 이온화되지 않는 성분은 가시광선 영역의 서로 다른 파장에서 최대 흡광도를 나타낸다. 이 지시약의 평형점을 나타내는 Ka나 pKa 값은 가시광선 영역에서 분광기를 이용하여 측정할 수 있다. 즉, 파장 400～700㎚ 사이에서 온도를 일정하게 하고 묽은 HCl, 묽은 NaOH, pH가 고정된 완충 용액에 일정 농도의 티몰블루를 용해.. Chemistry/물리화학 2020. 6. 2.

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  분석화학실험 | Mohr법에 의한 염화물의 정량 - 침전 적정 TIP 1. 침전반응을 이용하여 종말점까지 적정 소비량을 구하여 정량하는 침전법 원리와 이를 응용하여 수도물, 폐수, 간장중의 염화물의 정량을 통하여 염화물, 브롬화물 정량에 많이 이용되고 있는 Mohr법의 이해를 실험목적으로 한다. 2. 염화나트륨 표준액(1차 표준액)을 조제한다. 3. 질산은 용액을 조제하고, 염화나트륨 표준액을 사용해서 표정한다. 부피 분석법의 역사 부피분석은 함유량을 미리 아는 인디고 용액에 그 빛깔이 사라질 때까지 표백분 용액을 가하여, 표백분 용액의 산화를 비교한 것이 그 시초라고 한다. 1824년 J.L.게이뤼삭에 의해 처음으로 지시약이 사용되었고, 이어서 중화적정 ·은적정(銀滴定) 등이 도입되었으며, 1846년 F.마르구에리트에 의해 과망간산칼륨이 정제로 사용되는 등 새로운.. Chemistry/분석화학 2020. 5. 31.

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  일반화학실험 | 지시약의 산 해리상수 - Acid Dissociation Constant TIP 여러 pH의 지시약 용액에 존재하는 지시약의 산성 형태와 염기성 형태의 농도를 Beer-Lambert 법칙을 이용하여 얻어내고 이로부터 지시약의 산 해리상수(KHInd)를 구한다. 산의 이온화평형의 평형상수이며, 산의 세기를 나타내는 척도로 값이 클수록 이온화 경향이 크다. 이온화가 여러 단계인 경우에는 각 단계마다 산해리상수를 나타낼 수 있으며 온도에 의해서만 변한다. 산이온화상수라고도 한다. 산해리상수 값이 클수록 이온화가 잘 되는 것이므로 센산이다. 따라서 Ka 값만 비교하면 된다. 이온화가 여러 단계로 일어나는 경우에는 각 단계마다 산해리상수를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 아세트산이 물 속에서 이온화하면 각 성분의 농도가 일정하게 유지되는데, 이 때 산해리상수는 평형상수와 같이 온도에 의.. Chemistry/일반화학 2020. 5. 30.

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  유기화학실험 | n-Butyl bromide 제조 TIP 1. 친핵성 치환반응의 메커니즘인 과 메커니즘을 이해하고, n-butyl bromide 합성을 통해 알코올과 할로겐 수소의 치환반응을 알아본다. 2. N-butyl bromide 합성을 통해 유기화학의 중요 반응인 알콜과 할로겐 수소의 친핵성 치환반응을 알아본다. 3. N-butyl bromide를 합성하여 이론적 수득량과 실제 수득량을 비교하여본다. 할로겐화 수소와 알코올의 반응 알코올은 할로겐화수소(HCl, HBr, HI)와 반응하여 알킬 할로겐화물(RCl, RBr,RI)을 생성한다. 이와 같은 치환 반응은 alkyl halide를 합성하는데 널리 이용되는데, 할로겐 음이온은 강한 친핵제이므로 알코올의 탈수 반응보다는 치환반응이 더 잘 일어난다. 알코올의 치환반응의 속도와 메커니즘은 알코올의 .. Chemistry/유기화학 2020. 5. 30.

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  물리화학실험 | 고체의 용해도 TIP 고체의 용해도를 여러 온도에서 측정하여 용해도 곡선을 작성한다. 용해도(溶解度, solubility) 일정 온도와 압력에서 순수 고체 시료의 용매에 녹는 양은 일정하며, 100g의 용매에 최대한 녹을 수 있는 양이 용해도 이다. 또한, 특정조건하에서 하나의 물질이 다른 물질에 용해하여 포화용액을 만들 때까지 용해하는 양이다. 용해도는 온도와 압력에 의해 변화한다. 용해도를 나타내는 데는 용매 100g 당의 용질의 양 또는 몰수를 사용하는 경우가 많다. 때로는 용매 일정부피당의 용질의 그램수로 나타내기도 한다. 용매가 용해시킬 수 있는 최대 양의 용질이 녹아 있는 경우 용액은 포화(saturated)되어 있다고 하며, 이 상태에서는 용액 속에 존재하는 용질 분자와 결정으로 존재하는 고체분자 사이에 .. Chemistry/물리화학 2020. 5. 29.

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  무기화학실험 | Metal acetylacetone 착화합물의 합성 및 특성 규명 TIP 1. Metal-acetylacetone 착물의 구조 및 성질에 대해 이해한다. 2. Metal-acetylacetone 착물을 합성할 수 있다. 배위화합물(coordination compound) 배위화합물은 착화합물이라고도 하며 비어있는 오비탈이 많은 중심금속 이온에 리간드의 고립전자쌍이 배위결합을 통해 형성된다. 중심금속은 주로 원자번호 21번～30번의 전이금속이다. 리간드는 중성분자나 이온이 될 수 있다. 중심금속은 루이스 산, 리간드는 루이스 염기로 작용한다. 금속에 따라 고유의 배위수를 가지는데, 배위수란 중심금속과 리간드의 결합수 즉, 중심금속이 제공받는 비공유 전자쌍의 개수를 말한다. 예를 들어 [Co(NH3)4Cl2]+의 경우 NH3와 Cl- 모두 비공유전자쌍이 하나씩 있으므로 C.. Chemistry/무기화학 2020. 5. 29.

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  사진 화학 | 감광성 물질 감광성 물질 광자들에 노출되었을 때 화학적 또는 물리적 변화를 일으키는 물질이다. 영상기기에 사용되는 감광성 물질은 광화학 물질, 광전도체 그리고 인광 물질의 세 가지 형태로 구분되고 이들에 대한 예를 [표 1]에 나타내었다. 광화학 물질은 광자들에 노출되었을 때 화학적 변화를 일으킨다. 대부분의 사진용 필름은 흑백효과를 나타내는 할로겐화은의 광 화학적 변화에 기초를 두고 있다.광전도체들은 빛에 노출되었을 때 전류가 흐르는 실리콘이나 게르마늄 같은 반도체이다. 영상기기의 광 검출기는 빛 신호를 전기 신호로 바꿔주는 광전도체들을 사용하는데 이 전기신호는 다시 상으로 현상된다. 인광 물질들은 고 에너지 광자나 전자선에 의해 들뜨게 되고, 다시 안정화될 때 가시광선의 파장을 방출하는 발광성 물질이다. 발광에는.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 5. 28.

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  일반화학실험 | 생활 속의 산염기 적정 - 식초 아스피린 제산제의 산과 염기의 농도 측정 TIP 1. 산-염기 적정 방법을 이용해서 일상생활에서 많이 사용되는 식초, 아스피린, 제산제의 산과 염기의 농도를 측정한다. 제산제나 아스피린 같은 약제는 물에 쉽지 녹지도 않고 중화 반응이 신속하게 진행되지 않는 경우에는 역적정 방법을 사용한다. 2. 산-염기 중화적정을 이용하여 식용식초, 아스피린, 제산제의 산과 염기의 농도를 알아낸다. 중화반응 산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 반응, 반응이 매우 빠르고, 화학양론적으로 반응 HCl + NaOH → NaCl + H2O 양잿물이라고 부르는 부식성이 강한 수산화나트륨 수용액에 역시 부식성이 강한 염산을 적당히 넣어주면 염화나트륨이 만들어져서 산과 염기의 부식성이 모두 없어져 버린 소금물이 된다. 지시약 용액에 산이나 알칼리 같은 화학종의 존재유.. Chemistry/일반화학 2020. 5. 27.

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  분석화학실험 | Na2B4O7중의 B2O3 정량 - 붕산 적정 TIP Na2B4O7에 산을 가하여 유리시킨 붕산의 H+ 이온을 NaOH로 중화하여 붕산을 정량한다. 중화 적정 중화반응을 이용하는 적정, 시료가 산성 물질일 때는 염기성 물질인 표준용액으로써, 염기성 물질일 때는 산성물질인 표준용액으로써 적정함. 종말점의 검출은 산염기지시약의 변색에 따르는 것이 편리하지만 그 중화반응의 당량점에서의 pH에서 정확하게 변색하는 지시약을 선택하여야 함. 일반적으로는 전기적정에 의하는 것이 신뢰도가 높은 결과를 얻을 수 있다. Na2B4O7중의 알칼리를 정량하였는데, 만약 산의 소비량에 해당하는 양만큼의 HCl을 시료에 가해주면, 이 때는 붕산이 유리된다. 그런데 여기서 유리된 붕산은 매우 약산이어서 산으로 작용하지 못하지만, 이 용액에 글리세린(다가 알코올)을 넣어 주면 .. Chemistry/분석화학 2020. 5. 27.

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  유기화학실험 | Sulfanilic acid의 합성 - Sulfonation TIP 1. aniline에 sulfuryl기(황산)를 도입하여 sulfanilic acid를 합성 하여보자. 즉, Aniline으로 sulfanilic acid를 생성하면서 Sulfonation과 치환기의 역할을 이해한다 2. 설폰화(sulfonation)은 유기 합성 화학에서 매우 중요한 단위 반응 중의 하나이다. 특히 방향족 화합물은 비교적 쉽게 직접 설폰화가 가능하고, 도입된 설폰기(-SO3H)를 다른 치환기로 치환시켜 유기화합물의 중간체를 얻는데 편리하므로 흔히 사용되는 반응이다. 본 실험에서는 aniline에 진한 H2SO4 또는 발연황산을 작용시켜 para- 위치에 설폰기를 도입시키는 설폰화반응을 이해한다 술폰화 반응 유기화합물의 분자에 술폰산기를 도입하는 반응이다. 술폰기의 일반식은 －SO.. Chemistry/유기화학 2020. 5. 26.

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  물리화학실험 | 화학반응의 온도의존성 TIP 반응속도상수에 미치는 온도효과를 알아보는데 있으며, 반응속도 상수-온도 자료로부터 활성화 에너지를 계산하게 될 것이다. 반응 속도 상수 반응이 일어나려면 분자들이 충돌해야 한다는 것이 충돌모델의 주요한 개념이다. 초당 발생하는 충돌횟수가 많을수록 반응속도는 증가한다. 이러한 개념으로 속도에 대한 농도 영향을 이해할 수 있다. 반응 분자의 농도 증가함에 따라 충돌 횟수도 증가하고 반응속도도 증가한다. 이러한 충돌모형으로 온도의 영향도 이해할 수 있다. 기체 운동 분자론으로부터 온도가 증가하면 분자속도도 증가하는 것을 알고 있다. 분자들이 더 빨리 움직일수록 그들은 더 많은 에너지를 가지고 세게 그리고 자주 충돌하여 반응속도가 증가한다. Arrhenius는 대부분의 반응에서 온도증가에 따른 반응속도의.. Chemistry/물리화학 2020. 5. 25.

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  무기화학실험 | Preparation of CdS quantum dots TIP 1. 반도체 물질인 나노미터 크기의 CdS 분자 합성을 통하여 quantum dot의 특성을 이해하고, 이를 응용한 기술을 알아본다. 2. Bulk system과 quantum dot의 특징을 비교한다. Bulk System (3D System) 반도체 내에서 conduction band (CB)에 있는 전자(electron)들과 valence band(VB)내에 있는 홀(hole)들은 공간적으로 세 방향으로 아무런 제약 없이 자유롭게 움직인다. 이러한 반도체의 상태를 Bulk 상태라고 하고 3차원(3D) 시스템이라 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 2. Nanometer particle synthesis [무기화학실험] Preparation of CdS quantum dots 레포트 1. 실험 .. Chemistry/무기화학 2020. 5. 25.

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  세정제 화학 | 치약 치약 치아의 외부구조는 주로 탄산칼슘과 수산화인산칼슘(인회석)으로 구성되어 있다. 인회석은 산에 의해서 공격받기 쉽다. 어떤 음식류는 인회석을 분해하여 산을 만들기도 한다. 박테리아는 덱스트린이 쌓여 생기는 플라그를 산으로 전환시키기 때문에 이러한 산들에 치아가 노출되지 않도록 식후 치아를 잘 닦아 청결을 유지하는 것이 치아 건강에 무엇보다 중요하다. 치약의 두 가지 주성분은 세정제와 연마제이다. 연마제는 치아 표면의 접착물을 갈아 분쇄하고 세정제는 닦아낸 물질들을 물과 함께 씻어내는 역할을 한다. 치약에 많이 쓰이는 연마제는 수화규사(모래의 일종, SiO2·nH2O), 수화알루미나(Al2O3·nH2O) 그리고 탄산칼슘이 있다. 치아의 외부에 손상을 주지 않고 치아에 붙은 접착물만 선택적으로 갈아버릴 수.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 5. 25.

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  일반화학실험 | 생활 속의 산염기 적정 - NaOH의 옥살산을 이용한 적정법 TIP 산과 염기의 중화반응을 이용해서 NaOH의 옥살산을 이용한 적정법을 배우고 일상 생활에서 사용되는 식초에 포함된 산의 농도를 알아낸다. 과일 주스를 충분히 발효시키면 톡 쏘는 신맛을 내는 식초가 만들어진다. 아세트산 (CH3COOH)이라는 “산”이 만들어지기 때문이다. 이와는 달리 수산화나트륨(NaOH)처럼 미끌거리는 느낌을 주는 “염기”라고 부르는 화합물도 있다. 이러한 산과 염기는 우리주변에서 매우 다양하게 존재하고 있으면서 일상생활과 우리 몸속의 화학변화에 중요한 역할을 하고 있다. 브뢴스테드-로우리의(Brönsted, J. N. & Lowry, T. M) 산-염기 이론에 따르면 수소 이온을 내놓을 수 있는 물질을 “산”이라고 하고, 수소 이온을 받아들일 수 있는 물질을 “염기”라고 한다. .. Chemistry/일반화학 2020. 5. 24.

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  분석화학실험 | 인산과 황산 혼합물 중의 각 성분의 정량 TIP 1. 3 양성자산인 인산(HPO4)과 2 양성자산인 황산(H2SO4)의 혼합물은 적정을 통하여 각 성분별로 정량 할 수 있다. 2. 본 실험은 일정비율로 섞여있는 인산과 황산의 혼합용액을 NaOH와 지시약(페놀프탈레인, 메틸오렌지)를 사용하여 적정한 후 각 성분을 정량 하는 것이다. 실험 방법 (1) 실험 시약 준비 1) 메틸오렌지 지시약 용액의 조제 0.1g의 고체 메틸오렌지를 물 100㎖에 녹인다. 2) 페놀프탈렌 지시약 용액의 조제 0.1g의 고체 페놀프탈렌을 에틸알콜용액(70%) 100㎖에 녹인다. 3) NaCl 용액(10 W/V)의 조제 NaCl 10g을 물에 녹여 100㎖로 한다. 4) 0.1N NaOH 표준용액의 조제 및 표정 탄산 없는 수산화나트륨 용액을 조제한 후 표정 NaOH는 .. Chemistry/분석화학 2020. 5. 24.

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  유기화학실험 | p-Nitrobenzoic acid 제조 TIP 1. p-nitrotoluene과 Na2Cr2O7·2H2O, 황산을 이용하여 p-nitrobenzoic acid 를 제조한다. 2. 친전자성 방향족 치환반응의 중요한 예제의 하나인 니트로화와, 방향족 화합물의 산화반응을 통한 카르복실기의 첨가반응을 이해한다. 니트로화 유기화합물에 한 개 또는 두게 이상의 니트로기를 도입하는 단위공정으로 정의되고, 니트로 화합물이란 일반적으로 니트로기가 탄소와 결합되어 있는 구조의 화합물을 말한다. 방향족 니트로화합물은 주로 고성능 폭약 혹은 보조장약(TNT, tetryl) 같은 것에 용도가 제한 되어 있기는 하나 환원반응에 의한 amine의 제조와 관련된 화합물(benzidine, p-aminophenol)의 제조에 대한 중간체로도 매우 유용하다. 니트로화 반응의.. Chemistry/유기화학 2020. 5. 23.

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  물리화학실험 | Crystallization of protein - 단백질의 결정화 TIP Precipitant(polyethylene glycol=PEG), Salt(Sodium acetate, Potassium acetate, Ammonium acetate), Buffer(Tris buffer), 3차 DW를 각각 다른 비율로 조성하여 solution을 만든 뒤, crystallization을(결정화) 진행하여 본다. Protein Crystallization 높은 농도의 염이 녹아있는 용액 내에는 물을 차지하기 위한 ion과 protein molecule들의 경쟁이 있다. 경쟁의 치열한 정도는 protein의 표면 극성에 따라 결정지어 진다. 이것은 pH의 주요한 작용 때문이며, 단백질은 solvated 상태를 유지하기 위해 물과 반드시 결합하려고 하지만 ion과의 경쟁으로부터 물.. Chemistry/물리화학 2020. 5. 22.