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소박한 실험 노트 - 종합편

일반화학실험 | 은 나노 입자 만들기 TIP 금속 나노 입자의 특성과 합성 방법에 대해 이해한 후 실험을 통해 콜로이드 형태의 은 나노 입자를 합성한다. 이후 색 변화에 대해 관찰하며 콜로이드의 특성에 대해 알 수 있다. 나노 입자의 특성1. 나노 입자는 크게 광학적 특성, 물리적 특성, 화학적 특성, 전자적 특성 네 가지로 나누어 살펴볼 수 있다. 2. 광학적 특성 : 나노 입자는 같은 물질이더라도 입자의 크기에 따라서 나노 입자가 발광하는 빛의 에너지가 다르다. 입자의 크기에 따라 흡수하는 파장 영역이 바뀌기 때문이다. 3. 물리적 특성 : 나노 입자는 특정 결정립의 크기 부분에서 강도가 급격히 증가한다. 또한, 다른 복합체와 섞였을 경우에는 강도가 증가한다. 4. 화학적 특성 : 촉매 나노 입자의 경우에는 입자의 크기가 작아 표.. Chemistry/일반화학 2024. 4. 29.

일반화학실험 | 비타민 C 분석(Analysis of Vitamin C) TIP 산화-환원 반응을 기초로 하는 직접 요오드 적정(iodimetric titration)을 이용하여 비타민 C를 분석한다. 비타민 C(일명 아스코브산(ascorbic acid))는 공기 중에서 천천히 산화되어 의약품과 과일, 채소 등의 음식물에 들어있는 비타민 C는 실제 표기된 양보다 적을 수 있다. 그래서 실제로 비타민 C가 얼마나 들어 있는지 분석해 보는 것이 이번 실험이다. 비타민 C를 분석하는 데에는 산화-환원 반응을 기초로 한 직접 요오드 적정(iodimetric titration)을 활용한다. 실험 방법 실험 A. 표준 비타민 C로써 요오드 표준화 1) 50㎖ 뷰렛을 소량의 요오드 용액으로 헹군 후, 요오드 용액을 2/3정도 (약 30㎖) 채우고 소량의 요오드 용액을 뷰렛 끝으로 흘려 보.. Chemistry/일반화학 2023. 3. 27.

일반화학실험 | 화학전지와 열역학 TIP 산화-환원 반응을 이용한 갈바니 전지를 만들어 보고 이를 통해 실생활에 쓰이는 전지에 대해 이해한다. 전기화학 전지의 종류 전기화학 전지는 화학에너지와 전기에너지를 상호 변환하여 에너지를 발생시키는 장치이다. 갈바니 전지(=볼타 전지)는 자발적 화학반응으로 전류가 발생하고 전해 전지는 전류를 이용하여 비자발적 반응이 발생한다. 화학전지로 만들어진 실용전지들의 예는 다음과 같다. 1. 1차 전지 : 건전지, 산화은 전지, 알칼리 전지, 리튬 전지 등 2. 2차 전지 : 납축전지, 수은전지, 니켈카드뮴 전지, 연료전지 등 이온화경향 금속이 수용액에서 전자를 잃고 양이온이 되려는 성질로 이온화 경향이 클수록 전자를 잃기 쉽다. 이온화 경향 순서 : K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > F.. Chemistry/일반화학 2023. 2. 6.

유기화학실험 | Hexanedioic acid(Adipic acid)의 합성(Oxidation) TIP 알칼리 조건에서 시클로헥사논과 과망간산칼륨을 반응시켜 아디프산을 합성한다. 유기화학에서 산화와 환원 유기 산화·환원 반응은 유기화합물과 함께 일어나는 산화 환원 반응이다. 유기화학에서 산화와 환원은 대부분 일반적인(전기화학적 의미에서의) 분명한 전자 이동을 포함하지 않는다. 대신 유기 산화에 대한 기준은 아래와 같이 설명할 수 있다. 산화 환원 Z= N, O, X 등 (탄소보다 전기음성도가 큰 원소) C-H 결합수 감소 C-Z 결합수 증가 C-H 결합수 증가 C-Z 결합수 감소 ∴ C의 전자밀도 감소 ∴ C의 전자밀도 증가 예를 들어 메테인의 연소 반응에서 메탄이 이산화탄소로 산화되면 산화수가 –4에서 +4로 바뀐다. 이러한 규칙에 따라 유기화학에서 다루는 작용기들은 산화 상태가 증가하는 순서로 .. Chemistry/유기화학 2022. 9. 3.

일반화학실험 | 금속의 이온화 경향성 TIP Pb(NO3)2+Mg, CuSO4+Fe 실험을 통해 금속의 이온화 경향성을 파악하고 그 원리를 화학식을 통해 나타낸다. 금속의 이온화 경향성 순서 (+)이온이 되기 어렵다 반응성이 작다. → K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Au ← (+)이온이 되기 쉽다. 반응성이 크다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) vial에 물 50㎖ + 질산 납 1.25g을 넣어 수용액은 만든다. 2) 마그네슘 조각을 1)용액에 넣는다. 3) vial에 황산구리 용액 2wt%를 만든다. (증류수 사용) 4) 철 조각을 3)용액에 넣는다. 5) 7일 후 각 용액에 넣은 금속의 상태를 확인한다. [일반화학실험]금속의 이온화 경향성 레.. Chemistry/일반화학 2022. 4. 16.

유기화학실험 | Reduction of 2-acetonaphthone TIP 케톤을 환원시켜 알코올을 얻는다. 수소 첨가 반응 1. Catalytic Hydrogenation : 주로 대량 생산에 이용 ① H2가 결합을 쪼개고 금속 촉매 표면에 흡착한다. ② Alkene의 결합이 금속 촉매와 상호작용한다. ③ 수소 원자가 연속적으로 결합으로 연속적으로 이동하여 alkane을 형성한다. ④ 생성된 alkane은 결합을 잃으므로 금속 촉매 표면에서 떨어진다. 2. Dissolving Metal Reduction : 실험실에서 소량 합성할 때 이용 ① 전자를 얻은 삼중결합 라디칼 음이온을 형성하여 한 분자 내에 음전하와 양전하를 모두 갖는다. ② 액체 암모니아를 용매로 라디칼 음이온을 protonation하여 라디칼이 이전되어 암모니아의 수소 원자가 삼중결합을 끊고 결합한다. .. Chemistry/유기화학 2021. 12. 18.

분석화학실험 | 0.1N 과망간산칼륨 표준액의 조제와 표정 TIP 산화되거나 환원될 수 있는 물질을 산화제 또는 환원제의 표준용액으로 적정하여 그 소비된 양으로부터 정량하는 산화-환원 적정법을 다룬다. 산화제로서는 가장 흔히 쓰이는 과망간산칼륨 용액을 선택하고 옥살산나트륨으로 표정한다. 산화 환원 적정 산화·환원 반응을 이용한 적정으로 산화제를 표준액으로 하는 경우를 산화 적정, 환원제를 표준액으로 하는 경우를 환원 적정이라고 한다. 적정의 종말점 판정은 지시약의 변색이나 전위차 적정이 일반적이다. 산화는 전자를 잃는 (산화수가 증가하는) 반응을 말하고, 환원은 전자를 얻는 (산화수가 감소하는) 반응을 말한다. 산화 환원 반응에서 어떤 원자가 전자를 방출하면 방출한 전자수 만큼 원자의 산화수가 증가되고, 반면에 전자를 받으면 원자는 반은 전자수 만큼 산화수가 감.. Chemistry/분석화학 2021. 12. 15.

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 | 구리로부터 금 제법 TIP 산화 반응과 환원 반응을 이해한다. 산화⋅환원 반응 반응물 간의 전자 이동으로 일어나는 반응으로 산화와 환원이 동시에 일어난다. 전자를 잃은 쪽, 산소와 결합한 쪽, 수소를 잃은 쪽을 산화되었다고 하고, 전자를 얻은 쪽, 산소를 잃은 쪽, 수소를 얻은 쪽을 환원되었다고 한다. 이때, 잃은 전자수와 얻은 전자수는 항상 같다. 어떤 물질이 산화 또는 환원되는 경우 반드시 상대 반응물질의 환원 또는 산화가 행하여진다. 본 실험은 산화-환원 반응을 이용한 실험이다. 1. 산화 : 어떤 물질에 산소를 주든지 수소를 빼앗든지 또는 원소나 이온에서 전자를 빼앗아 양의 전하를 증가 시키는 현상 2. 환원 : 어떤 물질에서 산소를 빼앗든지 수소를 주든지 또는 원소나 이온에 전자를 전하는 양원자 또는 양전하를 감소.. Chemistry/일반화학 2021. 6. 20.

일반화학실험 | 은거울 반응 - 산화환원반응 TIP 1. 은거울 반응을 통해 알데히드의 환원 반응을 확인할 수 있다. 2. 포르밀기의 환원성을 은거울 반응을 통하여 확인할 수 있다. 3. 화학반응에서의 항상 일어나는 산화, 환원을 이용하여 바이엘병에 은으로된 거울을 만들어보자. 은거울 반응식 RCHO + 2[Ag(NH3)2]OH → RCOOH + 4NH3 + H2O + 2Ag↓ 알데히드 암모니아성 질산은용액 카르복시산 은(석출) 은 이온이 당분자(글리코스)의 알데히드 부분을 산화시키면서 금속 은으로 석출된다. ① 질산은과 암모니아 수용액의 반응 AgNO3 + 3NH3 + H2O → [Ag(NH3)2]OH + NH4NO3 + 2H2O ② 생성된 암모니아성 질산은과 환원당의 반응 CH3CHO + 2[Ag(NH3)2] + 2OH- → CH3COOH + .. Chemistry/일반화학 2021. 5. 21.

일반화학실험 | 은거울 반응 TIP 1. 화학반응을 통해서 은을 도금함으로써 산화․환원의 성질을 알 수 있다. 2. 알데히드의 반응성을 알아본다. 실험하는 과정과 그 결과로만 알 수 있는 것이 아니라, 실험을 준비하고 그 이론 적인 배경에서도 알 수 있는 것임에 주의한다. 은거울반응 환원성 유기화합물을 검출하는 반응의 하나. 내면을 깨끗하게 한 유리 용기 속에 시료용액을 넣고 질산은암모니아용액을 가하여 가열하면 은이온이 환원되어 유리 용기가 은도금(銀鍍金)된다. 폼알데하이드·글루코스·타타르산염 등은 환원성 유기화합물의 전형적인 것으로 이 반응으로 검출할 수 있다. 또 보온병이나 거울의 제조는 이 반응에 기초를 두고 있고, 그때의 환원성 물질로서는 수크로스가 사용된다. 이 반응을 사용하는 검출법을 은거울시험이라고 한다. 알데히드의 환.. Chemistry/일반화학 2021. 5. 20.

일반화학실험 | 음이온의 확인 - 점적분석 TIP 용액 중에 녹아있는 음이온의 점적분석으로 특성을 확인 한다. 점적분석 (Drop analysis) 정성분석에 사용되는 미량분석. 반점분석이라고도 함. 시약과 시료를 점적판 또는 거름종이로 만든 반점지 위에 떨어뜨리고 그 발색반응을 이용한다. 점적 분석 방법에서는 소량의 시료 용액에 적당한 시약을 떨어뜨려서 시료에 포함된 음이온과 독특한 반응을 일으키게 함으로써 시료에 포함된 음이온을 확인한다. 시료에 여러 가지 성분이 포함되어 있는 경우에는 검출을 방해하는 성분들을 분리 또는 용액의 pH를 변화시키거나 가리움제를 사용한다. 특수한 기구를 필요로 하지 않고, 시약·시료 모두 소량으로 되고 조작에 큰 공간도 필요로 하지 않는데다가 반응결과도 매우 예민하다. 주로 금속이온·유기화합물 및 작용기의 검출이.. Chemistry/일반화학 2021. 4. 25.

유기화학실험 | 3-Step Reaction TIP 1. benzenethiol과 Methylvinylketone(MVK)의 Michael addition를 이용하여 Benzenthiol- 2-butanone 을 합성한다. 2. Benzenthiol-2-butanone의 환원반응을 이용하여, Benzenthiol-2-butanol을 합성한다. 3. Benzenthiol-2-butanol를 TBDMS-Cl을 이용하여 보호기를 붙인다. 4. 각각의 스텝에서 합성한 용액의 수율을 계산하고, NMR로 생성물을 분석한다 Micheal 반응 1. 엔올레이트의 형성 2. benzenethiol의 엔올레이트와 MVK의 Michael반응 Ketone의 환원반응 알코올의 보호반응 실험 방법 1. Micheal 반응 ① Benzenethiol : ET3N(Trieth.. Chemistry/유기화학 2021. 3. 31.

일반화학실험 | 요오드 적정에 의한 비타민 C 분석 - Vitamin C Analysis by Iodometric Titration TIP 1. 요오드의 환원에 의한 아스코브산(ascorbic acid)의 산화 반응을 이용하여 비타민 C를 분석하는 방법 학습해 본다. 2. 생화학적 환원제로서의 비타민 C의 역할을 알아본다. 3. 열에 의한 비타민 C의 파괴 속도 테스트를 해본다. 화학에서는 농도를 모르는 용액에서 용질의 양을 측정하는 것이 필요한 경우가 있다. 적정에는 여러 가지 방법이 있는데 본 실험에서는 산화환원적정을 이용한다. 요오드와 비타민C의 산화 환원 반응을 이용하여서 아스코브산 용액을 요오드 용액으로 적정하여 아스코브산의 분자량을 측정해본다. 또한 그 분자량을 이용해 비타민 C의 양을 정량해보고 열파괴속도를 구하여 본다. 이를 통해 산화-환원의 원리와 그 예를 측정해 본 실험이다. 비타민 C의 메커니즘 (Mechanism.. Chemistry/일반화학 2021. 3. 28.

유기화학실험 | Aldehyde의 성질 TIP Aldehyde와 산화환원 반응에 대해 이해하며 그에 따른 화학적 변화를 관찰한다. 알데하이드의 특징 알데하이드는 쉽게 산화되어 카르복실산으로 된다. 그러므로 Ag, Cu와 같은 약한 산화제로도 산화된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 깨끗이 닦은 시험관에 0.1M 질산은 수용액을 1～2㎖ 넣은 다음 시험관을 흔들어주면서 스포이드로 0.1M 암모니아수를 한 방울씩 떨어뜨려 앙금이 생기게 한다. 이때, 시험관 용액이 손에 묻지 않도록 주의한다. 2) 시험관에 암모니아수를 계속해서 조금씩 가하면 앙금이 녹기 시작하는데 앙금이 모두 녹 을때까지 흔들면서 암모니아수를 계속 조금씩 가한다. 앙금이 녹은 후에도 암모니아수를 더 넣으면 은거울 반응이 예민하게 일어나지 않는다. 3) 위에서 만든 암모니아성 질.. Chemistry/유기화학 2021. 3. 17.

유기화학실험 | Synthesis of Dilantin II - Oxidation by Cupric Salts TIP 1. 본 실험은 cupric salt를 이용하여 benzion을 benzil로 산화시키는 실험이다. 2. α-Diketones은 cyclic 화합물을 제조하는데 있어서 매우 유용하다. 3. 본 실험에서는 cyclic 화합물인 Dilantin(Phenytoin) 합성에 필요한 원료인 benzil을 제조하는 방법에 대해 알아본다. 반응은 전체적으로 2차 alcohol이 ketone으로 산화되는 것이다. Cu2+는 catalytic transfer oxidant로 작용하여 coupled oxidation reaction 과정을 거쳐 benzoin을 benzil로 산화시켰다. 그 결과 Cu2+가 생성되는데 이는 다시 ammonium nitrate에 의해 산화되어 반응에 다시 참여한다. Nitrate io.. Chemistry/유기화학 2021. 2. 6.

유기화학실험 | 카르보닐(Carbonyl) 화합물의 환원 TIP 카르보닐 화합물의 환원반응을 통해 알코올을 합성해보고, 환원제의 선택에 대해 알아본다. 카르보닐 화합물의 환원반응을 통해 알코올을 합성해 보고, 환원제의 선택에 대하여 알아본다. 알코올을 제조하는 가장 좋은 방법 중의 하나는 카르보닐 화합물의 환원반응이다.(그림1) 알데히드와 케톤은 쉽게 환원되어 알코올을 생성한다. 알데히드는 환원에 의해 1차 알코올로 전환되고 케톤은 2차 알코올로 전환된다.(그림2) 알데히드와 케톤을 알코올로 환원시키는 시약으로는 여러 가지가 있지만 그 중 NaBH4 와 LiAlH4 가 많이 사용되고 있다. 이 중 NaBH4 는 흰 색 결정성 고체로 다루기가 쉬워 안정하게 사용될 수 있지만, LiAlH4 (LAH)는 회색 가루로 반응성이 격렬하며 폭발성이 있어 조심스럽게 다루어.. Chemistry/유기화학 2021. 1. 13.

화공기초실험 | 과산화수소의 농도 측정 TIP 습식 정량분석법 중의 하나인 적정법을 사용하여 과산화수소의 농도를 측정한다. 정량분석어떤시료에 대해 성분의 양이나 비율을 결정하는 화학 분석법. 정량분석의 방법에는 여러가지가 있는데 이들은 편의상 어떤 성질을 이용하는 가에 따라 크게 물리적 방법과 화학적 방법으로 분류된다. 화학적 방법은 침전·중화·산화 반응이나 일반적으로 새로운 화합물이 형성되는 반응과 관련되어 있다. 엄밀한 화학적 방법의 주요형태에는 무게분석과 용량분석(적정분석)이 있다. 물리적 방법은 밀도, 굴절률, 빛의 흡수나 편광, 기전력, 자화율 등의 여러 가지 물리적 성질을 측정하는 것이다. 실제 분석에서는 시료에서 원하는 성분을 분리하는 정성분석과 그 성분의 존재량을 측정하는 정량분석을 같이 실시해야 한다. 산화-환원 반응.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 1. 9.

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