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  기기분석실험 | Biodiesel 합성 및 촉매 반응 TIP 1. 바이오디젤을 생산하기 위한 반응 중 하나인 trans-esterification 반응 실험을 수행하여 반응과 촉매 분석기기에 대한 이해를 높인다. 2. 촉매를 사용하지 않은 반응, 균일계 촉매를 사용한 반응, 불균일계 촉매를 사용한 반응을 수행하고 GC 분석을 통해 각각의 생성물의 전화율(conversion)과 선택도(selectivity) 그리고 바이오디젤의 수율(yield)을 계산해보고 차이점을 알아본다. 바이오디젤 (Biodiesel)의 역사 인류가 개발하여 현재까지 커다란 역할을 하고 있는 제품 중 하나가 디젤엔진이다. 디젤엔진은 연료효율이 휘발유엔진보다 좋을 뿐만 아니라 강력한 힘을 요구하는 동력원으로서 없어서는 안 될 제품으로 각광을 받고 있다. 대부분의 식물성 기름은 디젤 엔진에.. Chemistry/기기분석 2020. 2. 12.

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  물리화학실험 | Absorption of an Organic Acid Activated Carbon in Aqueous Medium - 활성탄의 흡착도 TIP 1. 일정한 온도에서 용질농도의 함수로 수용액과 활성탄 표면 사이에 유기산의 평형분배를 결정 2. 식초산수용액에서 초산이 활성탄에 흡착되어 초산수용액과 평형에 있을 때의 용액의 농도와 흡착된 초산의 양 사이에 평형관계가 성립 3. 수용액 상의 아세트산이 활성탄에 흡착될 때의 흡착 등온식을 결정 Absorption 흡착은 평형상태로 고려할 수 있으므로 계의 자유에너지를 최소로 하는 계면의 상태를 열역학적으로 구하여 Gibbs는 일반식을 구하였다. Gibbs의 흡착식은 계면자유에너지의 농도에 의한 변화와 흡착량의 관계로서 나타내며, 흡착은 계면장력과 밀접한 관계가 있다. 용액에서 고체에 의한 흡착평형을 고찰하는 경우에는 계면장력의 변화를 측정할 수 없으므로 계면에 있어서 흡착량과 액상 내부농도의 고체.. Chemistry/물리화학 2020. 2. 11.

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  유기화학실험 | 용액의 건조(Dry liqulds) TIP 에틸아세테이트(Ethyl acetate)에 일정량의 물을 넣고 넣은 물의 양을 황산마그네슘을 사용을 하여 계산하고 건조되었는지 확인하여 본다. 대부분의 추출은 물 같은 하나의 용매를 포함한다. 그리고 극소량의 물은 기술이나 부분적 혼합성의 유기적인 단계와 물의 결함 때문에 유기적인 단계로 변형되는 것이 불가피할 것이다. 그래서 건조제를 사용하여 물을 제거 할 수 있다. 이렇게 물이 사라지는 이유는 무수의 용매에 의하여 유기적인 용매를 끌어당기기 때문이다. 주어진 특정 용도의 이상적인 건조제는 유기적인 용매에서 물에 녹지 않아야 한다. 또한 용질 또는 용매와 함께 화학 반응해서는 안되고, 이온전자의 변화를 빠르고 완전히 흡수해야 한다. 이렇게 용매의 주어진 양에 의해 끌어당길 수 있는 양은 건조제의.. Chemistry/유기화학 2020. 2. 10.

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  일반화학실험 | Thin layer Chromatography - 얇은막 크로마토그래피 TIP 1. 미량의 물질을 분리 또는 정제하는 방법으로 쓰이는 크로마토그래피에 대해 이해한다. 2. 혼합물을 분리 및 정제를 해 본다 Definitions of adsorption chromatography 1. 이동상(Mobile phase)이 고정상(Stationary phase)을 통과할 때 시료성분들이 두 상에 대해서 서로 다른 분포를 갖는 상분포(phase distribution)의 원리이다. 2. 성분이 컬럼을 통과하면서 분배가 이루어지며 분배 계수로도 나타낸다. 3. 각 성분들은 서로 다른 이동속도에 따라 분리 되어 크로마토그램을 만들게 된다. 4. 복잡한 혼합물에서 두 가지 상(Phase)의 분배 차이 이용한다. 즉, 소량의 시료 용액을 컬럼에 주입하면 이동상은 시료를 이동시킨다. 각 성분.. Chemistry/일반화학 2020. 2. 10.

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  분석화학실험 | Coin(Penny) Statistics TIP 동전이 Gaussian 분포를 따르는지 살펴본다. Gaussian Distribution(가우스 분포) 가우스 분포는 보통 정규분포가 X～Z(0,1)로 나타내며 평균이 m이고 표준편차가 σ인 정규분포이다. 평균에서 가장 높은 결과를 가지며 평균을 중심으로 대칭형 종모양을 가지고 부드러운 형태의 곡선을 가진다. 그래프안의 전체 면적은 1이다. 평균치를 중심으로 ±1σ이내에는 전체 Data의 68%가 있고 ±2σ이내에는 전체 Data의 95%가 있으며 ±3σ 이내에는 전체 Data의 99.7%가 있다. T-test 독립된 두 개의 표본집단간 평균의 차이를 검증하는 분석방법이다. 즉, 두 집단 간의 평균이 통계적으로 유의미한 차이를 보이고 있는지의 여부를 검증할 때 사용되는 분석방법이다. T-test는.. Chemistry/분석화학 2020. 2. 8.

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  공업 화학 | 시멘트와 세라믹 그리고 유리 시멘트, 세라믹 및 유리들은 비결정형 고체들로 모두 높은 온도에서 만들어진다. 이들은 단위체라고 정의될 수 있는 결정구조를 가지고 있지 않다. 우리는 이 세 종류의 물질들을 이용하여 집을 짓는다. 시멘트 시멘트(cement)는 칼슘, 철, 알루미늄, 규소 및 산소가 여러 가지 비율로 섞인 미세한 입자로 구성되어 있다. 시멘트는 물 존재하에 넓은 표면적의 수화된 입자를 형성하고 그들끼리 또는 벽돌, 돌 및 다른 규소물질들과 결합을 이룬다. 시멘트는 탄산칼슘(석회석), 실리카, 규산화알루미늄 광물(고령토 또는 점토) 및 산화철들의 분말 상태를 혼합하여 870℃ 이상의 회전로에서 구워 만든다. 이혼합물의 광물질들이 회전로를 통과하면서 물과 이산화탄소를 잃고 최종적으로 부분 용융 물질인 클링커(clingker).. Chemistry/생활 속 화학 2020. 2. 8.

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  무기화학실험 | Cu(II) complex에 미치는 배위 자장 강도의 영향 TIP 1. Cu(Ⅱ) complex에 미치는 배위자장 강도의 영향에 대해 설명할 수 있다. 2. Cu(Ⅱ) complex에서 리간드의 종류에 따른 흡수파장의 차이를 UV 장치를 이용하여 측정하고 설명할 수 있다. 전이금속 배위화합물에서 색깔은 스펙트럼의 가시광 영역의 흡수와 방출에 기인한다. 스펙트럼의 이 부분에 상당하는 광은 낮은 에너지 준위로부터 높은 에너지 준위로 d-전자 여기를 일으킨다. 이 때 나타나는 것을 전자 흡수스펙트럼이라고 한다. 실온에서 대부분의 원자와 분자는 기저상태에 존재한다. 원자 혹은 분자가 전자기 복사선과 상호작용을 할 때 원자 또는 분자는 에너지를 흡수하여 여기상태로 된다. 이런 에너지 흡수는 분자 구조와 입사광의 파장에 따라 변한다. 이처럼 흡수가 파장에 따라 변하는 방법.. Chemistry/무기화학 2020. 2. 6.

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  물리화학실험 | Molecular Weight of Liquid by Steam Distillation - 수증기 증류에 의한 분자량 측정 TIP 1. 서로 혼합이 되지 않는 두가지 물질의 혼합물을 동시에 증류시키는 수증기 증류를 이해한다. 2. 증기 증류에 의해 분리되는 서로 다른 물질의 분자량을 측정한다. 3. 클로로벤젠의 분자량을 구할 수 있다. 4. 액체가 끓는 원리와 분압의 법칙을 이해한다. Distillation 어떤 혼합 용액을 가열하여 그 일부를 증발시켜 발생한 증기를 다른 장소에서 회수하여 응축시키는 조작(단증류) 액체를 비등시켜 증기 상태로 만든 것을 다시 냉각시켜 액체 상태로 만듦 서로 다른 성분으로 된 액체 혼합물의 물질 분리 기능 Principles of Distillation 1. 끓는점 증기압 = 대기압 인 점에서 끓기 시작 증류할 때 처음에 증발해 나오는 것은 끓는점이 낮은 물질이고, 나중에 나오는 것일수록 끓는.. Chemistry/물리화학 2020. 2. 6.

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  유기화학실험 | A Simple Synthesis of Oxime - Preparation of Benzophenoneoxime TIP 1. 벤조페논과 Hydroxylamine를 이용하여 벤조페논옥심을 합성할 수 있다. 2. 제조된 벤조페논 옥심의 녹는점과 IR, TLC를 이용하여 물질을 분석하여 본다. Oxime 비교적 불용성 고체로서 특성적인 선명한 녹는점을 가지고 있다. 따라서 미지의 Aldehyde나 Ketone의 본질을 확인하는데 흔히 사용된다. 미지 화합물 유도체의 녹는점과 화학문헌에 알려진 유도체의 녹는점을 비교하면 미지시료를 확인 할 수 있다. 알데히드에서 유도되는 옥심을 알독심, 케톤에서 유도되는 옥심을 케톡심이라고 한다. 보통 케톤 또는 알데하이드·염산하이드록실아민 및 알칼리를 수용액 속에서 반응시켜 조정한다. 일반적으로 나, 폼알데하이드에서 얻어지는 포말독심 CH2=NOH만은 액체이며 물에 녹는다. 알데하이드의.. Chemistry/유기화학 2020. 2. 6.

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  일반화학실험 | 황산사암민구리(II)의 합성 - Synthesis Of [Cu(NH3)4]SO4(II) TIP 1. 간단한 구리의 배위화합물을 합성해 본다 2. 배위 결합의 의미에 대해 알아본다. 3. 리간드의 변화에 따른 색의 변화를 이해한다 Complex Compound 어떤 금속 이온에 리간드(분자나 이온)가 배위 결합을 하여 생성되는 새로운 이온을 착이온이라 하며 이들의 화합물을 착화합물 착물 = 착화합물 = 배위화합물 = 착이온 전이금속이 중심 원자인 리간드의 종류에 따라 특유의 색을 띤다 착화합물의 명명법 ① 음이온을 먼저 명명한 후, 양이온을 명명한다. ex.) K+[Pt(NH3)Cl5]- : 오클로로암민백금(Ⅳ)산 칼륨(potassium pentachloroammineplatinate(Ⅳ)) ② 리간드를 먼저 명명한 후, 중심 금속이온을 명명한다. ③ 리간드의 전하에 따라 a.리간드가 음이온.. Chemistry/일반화학 2020. 2. 6.

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  공업 화학 | 페인트 모든 페인트들은 한 가지 또는 그 이상의 고분자들을 포함하고 있다. 흔히 사용되는 라텍스(latex)와 아크릴 페인트는 결합제(binders)로 쓰이는 첨가 고분자를 포함하고 있다. 페인트 결합제는 분자 그물을 형성하여 칠하려는 표면에 안료(pigment)를 접착시키는 역할을 한다. 유성 페인트에서는 아마인유 같은 건성유 또는 수지가 결합제로 쓰인다. 모든 페인트들은 결합제 이외에 휘발성 용매나 희석제를 갖고 있다. 즉 수성 페인트의 희석제는 물이 사용되고 유성 페인트의 것은 터펜틴과 무기 용제가 사용된다. 라텍스 페인트는 물에서 부분적으로 중합된 스티렌과 부타디엔의 에멀젼이다. 이 라텍스 페인트는 이것을 칠한 직후에 물의 증발과 더불어 에멀젼 상태가 깨지고 이어서 스티렌과 부타디엔의 중합이 일어난다. .. Chemistry/생활 속 화학 2020. 2. 4.

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  무기화학실험 | 잉크 및 잉크 지우는 약의 제조 TIP 1. 인쇄 잉크와 잉크지우는 약의 실험실적 제법에 대하여 그 원리와 방법을 익힌다. 2. 잉크의 성질에 대해 이해하고, 가장 간단한 처리가 가능한 청색잉크 및 잉크를 지우는 약을 제조해보자. 즉, 잉크를 만들어 보고, 잉크를 지우는 약을 사용하여 잉크를 지워봄으로써 어떻게 글이 씌어지고, 잉크를 지울 수 있는가를 생각해 본다. 잉크가 처음 만들어진 시기는 A.D. 220∼419년이라고 전해지고 있다. 인쇄 잉크는 색을 내는 안료와 바니스로 구성되어 있다. 고대의 잉크와 현재의 잉크의 크게 다른 점은 바니스의 성분이다. 또한 인쇄기술의 발달과 더불어 잉크의 사용도 증가되고 잉크의 제조는 최고급, 최고 중요한 기술로 성장하게 되었다. 그리스·로마시대에는 오징어의 먹물이나 송진에 고무질을 섞은 것을 사.. Chemistry/무기화학 2020. 2. 2.

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  공업 화학 | 고분자의 미래 최근 화학자들은 새로운 고분자들을 합성하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 우주시대를 맞아 전자부품의 보호와 고온에서 견딜 수 있는 특수코팅을 위하여 새로운 고분자들에 대한 필요성이 요구되고 있다. 새로이 만들어진 것들 중에서 폴리아미드는 이산 무수물과 디아민의 다중 축합반응으로부터 만들어진다. 이 고분자들 중에서 어떤 것들은 고온에서 견딜 수 있는 특성을 갖고 있다. 플라스틱 물질들은 끊임없이 연구되는 가운데 개선되고 있다. 어떤 것은 강철 밀도의 15% 내지 20%에 불과하면서도 강철의 강도와 견고함에 못지 않은 것들도 있다. 앞으로는 플라스틱의 강도 개선으로 금속보다도 플라스틱을 더 선호하게 될 것으로 기대한다. 용매의 사용이 필요 없는 새로운 저온 고분자도 개발되고 있다. 그 용도는 “spray-.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 2. 1.

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  기기분석실험 | IR Spectra of Aldehydes and Ketones - IR 측정 TIP 치환과 컨주게이션의 효과를 보여주기 위해 선택된 알데하이드와 케톤의 카르보닐기의 흡수 진동수를 비교한다. 각종 알데하이드와 케톤의 중요 띠의 진동수도 알아본다. Covalent bond를 형성하고 있는 화합물은 IR영역에서 전자기 radiation의 frequency를 흡수한다. IR은 전 영역 중에서 vibration 부분만을 사용한다.(2.5～15㎛) 분자는 분자속의 원자들이 신축할 수 있는 고무줄 또는 스프링과 같은 것에 연결되어 있다. 이 고무줄이나 스프링의 세기가 원자와 원자사이의 화학적 결합력(chemical bond force)에 해당하며 그 형태를 기본진동이라 한다. 기본 진동에는 Stretching vibration(v)과 Bending vibration(δ)이 있다. 또한 Fun.. Chemistry/기기분석 2020. 2. 1.

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  유기화학실험 | Triphenylcarbinol - A Grignard Synthesis TIP 무수, 무산소 조건에서 유기금속시약인 grignard시약을 제조하고, grignard와 ester에 첨가반응을 진행시키는 실험을 한다. 그리고 이 반응에 대하여 알아본다. 탄소는 그 자신보다 더 전기음성적인 원자, 즉 산소 혹은 염소와 결합되어 있을 때에서의 전자의 분배는 극성을 띠게 되므로 탄소는 약간 양성을 띠게 되며 전기적으로 더 음성인 원자는 약간 음성을 띠게 된다. 하지만 전기적으로 더 양성인 금속과 같은 물질과 결합을 이루게 되면 결합 내의 전자들이 더욱더 탄소쪽으로 강하게 쏠리게 된다. 이렇게 탄소가 전기적으로 음성의 전하를 띠고 있다면 그 물질을 carbanion(탄소음이온)이라고 한다. 이러한 이유는 탄소의 전기음성도는 2.5이고 이것과 결합하는 금속의 전기음성도는 모두 이것보다 .. Chemistry/유기화학 2020. 2. 1.

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  물리화학실험 | The Bromination of Acetone - 아세톤의 브롬화 반응 TIP 1. 아세톤의 브롬화반응의 반응속도식과 속도상수를 결정한다 2. 속도상수를 이용하여 0차 반응이 성립되는가를 확인한다 3. 반응의 활성화 에너지를 두 개 혹은 그 이상의 여러 온도에서 얻은 반응속도를 써서 계산한다 Substitution Rxn of Acetone 아세톤의 브롬화반응은 반응속도론적으로 아주 편리한 치환반응이다. 반응의 진행과정은 브롬농도가 줄어드는 것으로 쉽게 측정할 수 있다. 브롬농도는 다른 시약들이 흡수하지 않는 파장에서 비색계라 불리는 분광 광도계로 측정(400nm) 산성용액에서 아세톤의 브롬화 반응식 반응 속도식 Activation Energy 화학반응이 일어날 때 필요한 최소의 에너지이다. 반응속도는 활성화에너지에 크게 의존한다. 어느 반응원계에서 전이상태를 거쳐서 생성계.. Chemistry/물리화학 2020. 1. 31.

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  일반화학실험 | 카페인의 추출과 분리 TIP 1. 혼합물의 분리와 정제에 사용되는 추출법을 이용해서 녹차 잎으로부터 카페인을 추출한다. 2. 알칼로이드(질소를 포함한 염기, 보통 식물에서 추출됨)의 하나인 카페인을 추출하는 실험이다. 혼합물의 분리와 정제 분리란 혼합물을 성분 물질로 나누는 것이고, 정제란 불순물을 제거하여 순물질을 얻는 것이다. 1) 거름(여과) : 깔대기와 거름 종이를 이용하여 액체 속의 고체 물질을 분리하는 방법 (예) 흙탕물에서의 흙과 물의 분리 2) 분별깔대기법 : 섞이지 않는 두 액체 혼합물을 분리하는 방법 (예) 물과 기름, 물과 에테르, 물과 사염화탄소 3) 추출 : 혼합물 속의 어느 한 물질만을 녹이는 용매를 써서 분리하는 방법 (예) 콩 속의 지방 분리, 식초에서의 아세트산 분리(모두 에테르 사용) 4) 승.. Chemistry/일반화학 2020. 1. 31.

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  공업 화학 | 고분자 첨가제 요즘 생산되는 플라스틱들은 어떤 용도에 맞추어 다른 물질들을 첨가시켜 사용한다. 예를 들면 GM Corvetts와 Pontiac Fiero의 차체 패널은 강화플라스틱(reinforced plastics)으로 만들기 위하여 고분자의 기질 내에 섬유를 넣어 만든 것이다. 이러한 것들을 흔히 복합물(composites)이라고 말한다. 복합물의 비중은 1.5에서 2로 알루미늄의 2.7, 강철의 7.9, 콘크리트의 2.5와 비교하여 낮은 비중을 갖고 있다. 복합물은 낮은 비중, 높은 강도 그리고 높은 화학적 저항성 때문에 자동차와 비행기 구조물 그리고 스포츠용품 등의 산업에서 많이 사용되고 있다. 강화 플라스틱의 섬유상 물질인 유리섬유는 고강도이고 저밀도이며 뛰어난 화학적 저항성 그리고 좋은 절연성을 갖고 있기 .. Chemistry/생활 속 화학 2020. 1. 29.