반응형 물리화학실험 | 분광광도법에 의한 화학평형상수의 측정 - Spectrophotometrical Determination of Equilibrium Constants TIP 분광광도법으로 약산인 메틸 레드(methyl red)의 해리상수를 측정한다. 실험 방법 1. 메틸레드 stock solution의 제조 1) 메틸레드 0.439g의 질량을 잰다. 2) 150㎖ 메틸알콜에 메틸레드를 녹인다.(메틸레드가 잘 안 녹으므로 어느 정도 녹인 후 용량플라스크에 넣어 흔든다.) 3) 250㎖용량플라스크에 녹인 용액을 넣고 증류수로 250㎖로 맞춘다. 4) 메틸 레드의 stock solution 제조 : 95% 에탄올 300㎖에 1g의 메틸 레드를 녹인 다음 물로 희석시켜 500㎖로 만든다. 2. 메틸레드 표준용액의 제조 1) 메틸알콜 50㎖에 위에서 제조한 stock solution 5㎖를 가한다. 2) 100㎖ 둥근플라스크에 넣고 증류수로 100㎖로 맞춘다. 3) 메틸 레드.. Chemistry/물리화학 2020. 8. 8. 물리화학실험 | 메틸레드의 산해리상수 구하기 - Determinate Acid Dissociation Constant of Methyl Red 완충용액 완충 용액(buffer solution)이란 산이나 염기를 가해도 공통 이온 효과에 의해 그 용액의 수소 이온 농도(pH)가 크게 변하지 않는 용액을 말한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 메틸레드 용액을 99%의 에탄올 300㎖에 결정성 메틸레드 1g을 녹이고 증류수를 채워 500㎖를 만들었다. 2) 위 용액 5㎖를 99% 에탄올 50㎖에 천가하고 증류수를 채워 100㎖를 만든다. 3) 산 용액은 표준 메틸레드 용액의 10㎖와 0.1M 염산 10㎖의 혼합물을 증류수로 100㎖까지 희석시킴으로서 준비하였고, 염기성 표준 메틸레드 용액 10㎖와 0.04M 아세트산나트륨 25㎖의 혼합물을 증류수로 100㎖까지 희석시킴으로써 준비하였다. 4) 위에서 준비한 산성 용액과 염기성 용액을 분광용 셀에 넣.. Chemistry/물리화학 2020. 8. 4. 물리화학실험 | 이성분 유기혼합물계의 어는점 도표 작성 - 어는점 그림 TIP 1. 본 실험의 목적은 이성분계에 대한 온도-조성 그림을 만드는 과정을 공부하는데 있다. 2. 이성분 유기분자 혼합물에 대한 온도-조성 도표를 결정하여 보고, 실험적으로 얻어진 상도표를 이용하여 이성분 응축계에 상규칙이 어떻게 적용되는지 살펴본다. 본 실험에서는 납-주석계를 전형적인 이성분합금의 예로서 공부하게 될 것이다. 유기화합물계는 디페닐과 나프탈렌계를 공부한다. 유기화합물계는 고체용액이나 화합물을 만들지 않는다. 합금계는 화합물을 만들지 않고, 고체용액을 약간 만들기는 하지만 극한고체의 조성은 거의 순수한 성분의 조성과 같다. 두 가지 경우에 있어서 모두 두 번째 성분을 넣어주면 첫 번째 성분의 어는점이 내려가서 두 곡선이 얻어지는데 이 곡선의 교차점을 함께 녹는점이라고 부른다. P+F =.. Chemistry/물리화학 2020. 8. 1. 물리화학실험 | 페놀의 pH와 흡수 스펙트럼 TIP 1. pH값을 알고 있는 어떤 완충용액과 묽은 HCl, NaOH 용액에서 페놀과 L-타이로신의 흡수 스펙트럼을 측정하여, 그 결과로부터 양 결합에 대한 페놀성 OH기의 해리에 관한 pKa값을 계산해 본다. 2. 분자의 전자적 바닥상태와 들뜬상태, 약전해질과 양쪽성 전해질, 등전점, 질량 작용의 법칙, Henderson-Hasselbalch식의 개념을 익힌다. 들뜬 상태 & 바닥 상태 1. 전자의 들뜬상태(excited state) 분자가 광자를 흡수하면 분자의 에너지를 증가시킨 상태. 양자역학적 상태 중 에너지가 가장 안정된 상태인 바닥상태를 제외하고 이 보다 에너지가 높은 상태를 모두 가리킨다. 주위에서 일어난 어떤 현상에 의해 원자가 에너지를 흡수했을 때 일어나며, 짧은 시간동안 유지되다가 곧.. Chemistry/물리화학 2020. 7. 25. 물리화학실험 | 기체의 유출 - 분자량 및 분자지름 TIP 유출법에 의해 기체의 분자량을 측정하는 방법과 기체를 모세관을 통해 확산시켜 기체분자의 대략적인 지름을 추산하는 방법을 익힌다. 그레미엄의 법칙(Graham's law) 기체의 유출 또는 확산 속도에 관해 T. Graham이 발견한 법칙으로 작은 구멍이 있는 요기에 들어간 기체가 유출하는 속도는 기체의 밀도의 제곱근에 반비례하고, 용기 내외의 압력차 제곱근에 비례한다는 법칙이다. 기체 유출의 법칙이라고도 한다. 등온도, 등압력에서는 두 개의 기체 밀도의 비는 분자량의 제곱근에 반비례한다고 해도 좋다. 이 법칙은 1831년 Graham이 발견하여 후에 기체 분자 운동론의 입장에서 다음과 같은 이론적 설명을 주었다. 기체의 유출 속도는 분자의 제곱 평균 속도에 비례하고. 제곱 평균 속도는 에너지 균분.. Chemistry/물리화학 2020. 7. 20. 물리화학실험 | 설탕의 반전 반응 - 화학반응 속도론 TIP 효소와 수소이온 촉매에 의한 설탕의 반전반응의 반응속도들을 이해하고 이 반응에 대한 반응속도 상수를 결정하려한다 설탕의 편광회전 현상 반응속도를 공부하는데 꼭 고려하여야 할 복잡한 반응이 한 가지 있는데 그것은 반응이 진행함에 따라 생기는 생성물의 편광회전현상이다. D-Glucose에는 광학활성도가 서로 다른 두개의 이성질체가 있다. 그러나 효소 촉매 수크로오스 반전반응에서 생기는 D-Glucose는 두개 이성질체의 평형 혼합물이 아니다. 따라서 이 두 번째로 일어나는 반전과정을 반응속도 해석에 포함 시키거나 또는 적당한 분석과정을 거쳐 편광회전 현상의 영향을 제거 시켜야만 한다. 본 실험에서는 반응물과 생성물의 광학 활성도가 다르기 때문에 반응의 진행 과정을 시간에 대한 회전 각도를 측정함으로서.. Chemistry/물리화학 2020. 7. 15. 물리화학실험 | 바이오매스의 수분 및 회분함량 측정 TIP 건조를 통해 바이오매스 입자표면에 흡착된 수분의 함량을 측정하고, 연소 후 남은 무게변화로부터 회분함량을 측정해봄으로써 바이오매스와 같은 입자의 물리적 성질을 이해한다. 바이오매스 어느 시점에 임의의 공간내에 존재하는 특정한 생물군(生物郡)의 양을 중량이나 에너지량으로 나타낸 현상. 생물체량(生物體量) 또는 생물량이라고도 한다. 생물체를 열 분해 시키거나 발효시켜 메탄ㆍ에탄올ㆍ수소와 같은 연료, 즉 바이오매스 에너지를 채취하는 방법이 연구되고 있다. 생물량은 생물 생산에 따라 증가하는데 군집의 호흡량ㆍ고사탈락량ㆍ피식량 등을 공제한 것이 축적량이 된다. 생태계에 있어서는 영양 단계가 낮은 생물군의 생물량이 많고, 이것을 먹는 고차의 생물군의 생물량은 적다. 바이오매스는 지구상의 생물권에는 동식물의 .. Chemistry/물리화학 2020. 7. 12. 물리화학실험 | 이상 기체 상태 방정식을 이용한 분자량 측정 TIP 1. 기체의 분자량은 주어진 온도 T와 압력 P, 시료가 차지하는 부피 V, 그리고 시료의 무게를 알면 이상 기체 상태 방정식으로부터 구할 수 있음을 실험을 통하여 알아보도록 한다. 2. 이상기체상태방정식(PV=nRT)를 이용하여 에탄올 혹은 사염화탄소의 분자량을 구해보자. Charles' law Celsius 온도(섭씨온도)에 대하여 선형으로 기체부피가 변했으므로 부피와 온도의 관계를 다음과 같이 표현할 수 있다. V = a +bt 여기서 t는 섭씨온도이고 a와b는 직선에서 얻는 상수이다. 어느 기체나 t= -273.15에서 V=0이므로 a를 다음과 같이 쓸 수 있다. 0 = 273.15b +bt = b(t+273.15) 섭씨온도에 273.15를 더한 Kelvin온도척도는 다음과 같다. K= ℃.. Chemistry/물리화학 2020. 7. 5. 물리화학실험 | 용매를 이용한 용질 추출법 TIP 1. 섞이지 않는 두 용매 사이의 평형 분배(Equilibrium Distribution)를 이해한다. 각 상에서의 용질의 회합 또는 해리 상수에 관한 정보를 얻고자 한다. 또한, 용매 추출 장비의 고안 및 조작 방법을 배운다. 2. 본 실험은 불균질 평형(heterogenius equilibrium distribution)이 성립되는 계에서의 질량작용의 법칙(the law of mass action)의 유효성을 설명해 준다. 화학평형 [化學平衡, chemical equilibrium] 가역반응에서 정반응의 속도와 역반응의 속도가 평형인 상태로, 외부 조건이 변하지 않는 한 변하지 않는데, 외부 조건의 변화에 따른 평형의 이동은 "평형상태에 있는 계에 압력을 가하면 평형은 이 압력을 감소시키는 방.. Chemistry/물리화학 2020. 6. 25. 물리화학실험 | 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼 - Carbonium and Related Dyes TIP 1. 몇 개의 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유전자 모델을 이용하여 해석한다. 2. UV-Visible Spectromer 측정 원리를 이해하고, 컨쥬게이션 염료의 자외선 가시광선 흡수 스펙트럼 결과를 분석하는 실험이다. 본 실험은 컨쥬게이션 염료의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유 전자 모델을 이용하여 해석하는 데 그 목적이 있다. 즉, 어떤 분자 내에서 분자 궤도 함수 내에 있는 전자들은 일정 에너지를 흡수함으로써 그 보다 높은 분자 궤도 함수로 전이를 하게 된다. 이때 흡수하는 에너지의 양에 따라 전자 전이의 정도가 틀려지게 된다. 에너지는 파장과 관련이 있으며 우리가 실험에서 사용하는 UV-Visible (200~700.. Chemistry/물리화학 2020. 6. 21. 물리화학실험 | 2성분계의 상(Phase) 그림 - Phenol-Water Miscibility Diagram TIP 2성분 평형계에(페놀과 물) 대해서 이해하고, 일정압력하의 2성분의 임계농도와 임계온도를 측정한다. Phase(상) 물리학·화학 용어로, 어떤 물질이 어느 부분에서건 물리적·화학적으로 같은 성질을 나타낼 때를 표현하는 것이다. 기체상, 액체상, 고체상이 존재하고, 하나의 상으로 이루어지는 균일계와 2개 이상의 상으로 이루어지는 불균일계로 나뉜다. 어떤 물질의 어느 부분을 취해도 물리적·화학적으로 같은 성질을 나타낼 때, 그 물질은 하나의 상을 이룬다고 한다. 예를 들면, 공기는 질소·산소 및 그 밖의 기체의 혼합물이나, 혼합은 완전하고 또한 균일하므로 하나의 상을 이루고 있다. 이 경우에는 기체의 상이므로 기체상이라 한다. 식염수는 식염이 물에 녹은 것인데, 역시 균일하므로 하나의 상을 이루고 액.. Chemistry/물리화학 2020. 6. 17. 물리화학실험 | 고체시료의 IR측정 및 스펙트럼 분석 TIP 유기분석분야에 있어서 적외선 흡수분광법(Infrared Spectrophotometry, IR)의 특징을 이해하고, 시료제조법을 공부함과 동시에 미지의 유기화합물에 대해 측정하고 그 스펙트럼에 의한 정성분석을 한다. 적외선 분광분석법의 원리 적외선의 파장은 약 0.75㎛에서 25㎛까지 분포한다. 대부분의 사람이 느낄 수 있는 가시광선은 0.45㎛ (보라색)에서 0.75㎛ (빨강색)의 파장 영역을 가지고 있다. 따라서 적외선은 가시광선보다 작은 에너지를 가지고 있고 라디오파보다는 큰 에너지를 가지고 있다. 원적외선은 긴 파장 쪽으로 200㎛까지 확장된다. 그러나 적외선 분석에 유용한 영역은 중간파장의 적외선인 2.5~50㎛까지이다. 어떤 분자에 적외선을 주사하면 X-선이나 자외선-가시광선보다 에너지.. Chemistry/물리화학 2020. 6. 11. 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. 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. 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. 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. 물리화학실험 | Abbe 굴절계를 이용한 굴절률 측정 TIP 1. Abbe 굴절계를 이용하여, 굴절률을 측정하는 방법을 습득하고, 그를 이용하여 미지시료의 농도를 예측한다. 2. 굴절률은 일정한 온도에서 각 화합물에 따라서 고유의 값을 갖기 때문에 굴절률을 조사함으로서 화학실험과정에서 생성된 액체상태의 순도 및 생성물의 종류를 구분할 수 있기 때문에 화학실험에서 굴절률 측정은 중요하다. 3. 액체에 광선이 입사되어 굴절되는 정도를 굴절률(refractive index) 이라고 한다. 굴절률은 어느 온도에서 시료유지에 들어가는 광선의 입사각의 tan값과 굴절각의 tan값의 비를 말하는데 이 굴절률을 측정함으로서 그 물질의 순도나 농도 등을 알 수 있다. 4. Abbe 굴절계를 이용하여 다른 부피%의 에탄올 수용액의 굴절률을 측정할 수 있다. 굴절률 물질의 굴.. Chemistry/물리화학 2020. 5. 15. 물리화학실험 | Victor Meyer 방법에 의한 증기의 분자량 측정 TIP 1. Victor Meyer법을 사용하여 휘발성 물질의 대력적인 분자량을 결정하는 방법을 공부하는데 있다. 2. 이상기체 방정식의 여러 가지 응용들 중의 한 가지를 설명해 주고 있다. 빅터 마이어법 [Victor Meyer's method] 기화하기 수운 액체의 증기 밀도를 측정하여 분자량을 측정하는 방법. 1878년 V. Meyer가 고안했다. 장치를 그림에 나타낸다. A 액체(시료액체보다 끓는점이 높은 액체를 이용한다)를 끓이고, B 속을 일정 온도 T로 한 후 무게를 단 시료(mg)를 B 속으로 낙하시켜 파쇄하고, 기화시켜 B 속의 공기를 몰아내며, 그 공기를 일정 압력 p 아래서 부피 V'를 가스 뷰렛에서 읽고 이 공기의 부피 V'를 온도 T에서의 값 V로 환산하면, 이것은 시료 기체의 부.. Chemistry/물리화학 2020. 5. 11. 이전 1 2 3 4 5 6 다음 반응형