반응형 물리화학실험 | 두 용매사이에 용질의 분배 TIP 서로 섞이지 않는 두 종류의 용매에 제3의 물질인 용질을 용해시켜 용해되는 용질의 농도를 측정하여 분배계수를 구해본다. 평형 분배 용질이 두개의 서로 섞이지 않는 용매에 각각 녹아 들어가서 평형을 이루고 두 용액에서의 용질의 농도는 불균일상 평형분배 상수로 관계되어진다. 용질이 한 용매나 혹은 두 용매 안에서 이온화, 해리 또는 회합하는 경우에는 분배는 꽤 까다롭게 될 수도 있지만, 이런 까다로운 점을 질량보존과 질량작용의 법칙으로 고려하면 역시 불균일상 분배평형의 일반적인 법칙을 그대로 따른다. 여기에서는 두 가지 불균일상 평형을 생각한다. 하나는 분배되는 분자가 두개의 용매 사이에서 같은 형으로 있는 경우, 다른 하나는 분배되는 분자가 한 용매 안에서 이합체로 회합되는 경우이다. 실험 방법 1.. Chemistry/물리화학 2023. 4. 26. 일반화학실험 | 재결정(Recrystallization) TIP 용질을 용매에 완전히 녹인 후 재결정을 통해 용질의 결정형태로 얻어내어 불순물을 적게 함유된 고체를 만들 수 있다. 실험 배경 이 세상에서 순물질로 존재하는 것은 거의 없다. 그러나 화학실험에서 순물질이라는 것은 매우 중요하다. 실험실에서도 시험관을 씻을 때에는 수돗물을 사용하지만, 시약을 만들 때는 증류수를 사용한다. 수돗물보다 증류수가 더 순물질에 가깝기 때문이다. 그래서 많은 화학자 또는 다른 과학자들은 계속 실험해서 여러 가지 방법을 통해 순물질을 구별하여 각각의 특징을 정리하고 분류한다. 고체인 물질은 재결정법으로 순수한 물질에 가깝게 얻을 수 있다. 재결정이란, 결정을 녹이거나 용매에 용해시켜 결정구조를 완전히 분열시킨 후 다시 새롭게 결정을 형성시키면서 불순물을 용액에 남아있게 하여 .. Chemistry/일반화학 2022. 12. 31. 일반화학실험 | 재결정 TIP 용질을 적당한 용매에 완전히 녹인 후 온도에 따른 용해도의 차이를 이용하여 녹인 용질을 다시 결정화시키는 과정을 이해하고 용질의 온도에 따른 녹는점과 그에 따른 용해도 등 실험을 통한 이론을 습득한다. 용해도 일정한 용매를 포화용액으로 만들 때 필요한 용질의 양. 즉 용매 100㎖ 당 최대로 녹을 수 있는 용질의 양. 1. 용해도에 영향을 주는 것 ① 용질과 용매간의 인력이 셀 수록 용해도는 증가한다. 같은 것은 같은 것을 잘 녹인다.(Like disolved Likes) ② 기체 용해도는 용액 위의 부분압에 정비례로 증가한다.(탄산음료 제조시) ③ 고체는 온도에 따라 용해도가 증가한다. 기체는 온도에 따라 용해도가 감소한다. 2. 재결정 : 고체에 함유되어 있는 불순물을 제거하기 위한 방법 ① .. Chemistry/일반화학 2022. 12. 28. 화학공학실험 | 막분리 용매는 투과할 수 있고 용질은 거의 투과하지 못하는 막을 사이에 두고 농도가 다른 두 혼합용액을 갈라놓으면 농도가 낮은 용액으로부터 농도가 높은 용액으로 용매가 확산된다. 이 현상을 삼투라 한다. 농도가 진한 용액 측에 삼투압보다 더 높은 압력을 가하면 용매가 진한 용액으로부터 묽은 용액 쪽으로 확산하게 되는데 이 현상을 역삼투(reverse osmosis)라 한다. 본 실험에서는 역 삼투막을 이용한 무기물(NaCl 또는CaCl2) 분리 시험을 행하여 용액의 농도, 온도 및 압력이 배재율과 투과속도에 미치는 영향을 알아본다. 실험 방법 1. 전도계 보정 1) 전도도 측정기를 표준용액으로 보정한다. 2) NaCl농도가 10ppm∽10000ppm까지 임의로 몇 개의 표준용액을 만들어 각각 전도도를 측정하고 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 11. 5. 물리화학실험 | 용액으로부터 용질의 흡착 흡착의 종류 ① 물리흡착 물리흡착은 dipole-dipole interaction, induced dipole과 같은 2차 인력에 의한 흡착이다. 이 때문에 기체 분자의 응축과 유사하며 단분자층 형성 시 몰 당 평균 흡착열은 액화열의 2배보다 작아 (8～20 kJ/㏖) 크지 않다는 특징이 있다. 물리흡착은 활성화 에너지를 필요로 하지 않으므로 표면에 충돌과 동시에 흡착이 일어나게 된다. 더불어 물리흡착은 완전 가역, 즉 압력이나 온도변화에도 가역적이다. 또한 그에 작용하는 힘 때문에 흡착질이 선택적이라는 특징을 가지고 있다. 물리 흡착된 분자는 표면의 영향으로 변형될 수는 있지만 그 본질은 그대로 유지되며 이 힘에 대하여 흡착된 흡착 분자들은 서로 응집하게 되고 다중층 흡착을 하게 될 가능성이 높아진다... Chemistry/물리화학 2021. 12. 2. 물리화학실험 | 빙점 강하 TIP 온도계를 이용하여 순수 용매의 어는점과 용질이 첨가 된 후의 어는점을 측정하고, 어는점 내림을 이용하여 비휘발성 물질의 분자량을 알아낸다. 물질이 액체 용매에 녹았을 경우 어는점은 순수 용매 보다 내려간다. 이러한 현상을 “빙점강하”라하며 용질의 종류에 무관한 물성이다. 이 물성은 물질의 양에 의존하는 성질로 용매에 녹아 있는 용질의 몰수에 대해 대략 직선적인 변화를 나타낸다. 그러므로 알려진 질량의 물질을 용매에 녹여 어는점 내림을 측정함으로써 분자량을 측정할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 시험관에 벤젠 10g을 넣는다. 2) 벤젠이 들어있는 시험관에 온도계를 넣고 온도를 측정한다. 3) 이 시험관을 얼음이 들어있는 비커에 넣고 30초마다 온도를 측정한다. 4) 위와 같은 방법으로 .. Chemistry/물리화학 2021. 6. 2. 일반화학실험 | 어는점 내림과 분자량 TIP 어는점 내림을 이용하여 분자량을 결정하고 용액의 총괄성과 라울의 법칙을 이해한다. 순수한 액체나 용액의 정상 끓는점은 증기압이 1기압에 도달하는 온도이다. 용액에 녹아있는 용질은 용액의 증기압을 내리기 때문에 용액을 끊이기 위해서 보다 순수한 용매일 대 보다 높은 온도가 필요하다. 이를 끓는점 오름이라 한다. 또한, 용액의 어는점이 순수한 물의어는점에 비하여 낮다. 비휘발성 용질의 농도가 증가할수록 고체 증기압 감소한다. 이런 용액의 증기압이 1기압이 되기 위해서는 순수한 고체의 어는점보다 더 낮아지게 된다. 어는점 내림의 크기는 용질의 농도에 비례한다. 순수 용매는 정상 어는점에서 규칙적인 구조를 갖는데, 용질이 존재하면 본래의 순수한 용매보다 더 무질서하게 되므로 이를 좀 더 정돈된 형태로 바.. Chemistry/일반화학 2021. 5. 28. 일반화학실험 | 희석열 측정하기 TIP 어떤 물질의 농도를, 다른 물질을 가함으로써 낮게 하는 것을 ‘희석’ 이라고 하는데 이때 열이 발생하게 되는데 이를 희석열이라고 한다. 희석열은 희석하는 용매의 양에 따라 다르게 나타난다. 본 실험에서는 3M, 4M, 5M, 10M(몰농도)의 KOH용액을 직접 준비해서 각각의 경우에 용매(증류수)를 넣어주어 1M(몰농도)이 되게 만든다. 이후 각각 희석열이 발생하게 될텐데, 이를 비교 측정해 본다. 어떤 물질의 용액의 농도를, 다른 물질, 여기서는 용매(증류수)를 가함으로써 농도를 묽게 한다면 이 과정 속에서 열이 발생한다. 이 과정을 희석한다고 말하며, 이 때 발생하는 열을 희석열이라고 한다. 희석열은 희석하는 용매의 양에 따라 다르게 나타난다. 처음 용액의 열량이 감소함을 보이는데 이는 열을 .. Chemistry/일반화학 2021. 5. 19. 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. 물리화학실험 | 녹음열 측정 TIP Van't Hoff식을 이용하여 용질(나프탈렌)의 녹음열을 구할 수 있다. 융해열(=녹음열) 1. 정의 온도를 바꾸지 않은 상태에서 1g의 고체를 융해하여 액체로 바꾸는 데 소요되는 열에너지. 어떤 물질이 일정한 온도에서 고체로부터 액체로 융해할 때에 필요한 열량. 2. 특징 물질의 분자 사이의 인력이 강할수록 더 많은 융해열이 필요하므로 녹는점도 높아진다. 이는 물질마다 정해진 고유한 상수값이다. 액체가 고체가 될 때에 방출하는 응고열의 값과 같다. 3. 몰 융해열 : 1몰당의 융해열을 몰 융해열(또는 분자 융해열) 물질 융해열 물질 융해열 물질 융해열 얼음 80 벤졸 30 주석 14 알루미늄 77 수은 28 카드뮴 14 전해철 49.35 아연 28 비스무트 13 구리 43 백금 27 유황 9 .. Chemistry/물리화학 2020. 12. 26. 일반화학실험 | 추출과 재결정 TIP 1. 혼합물로부터 어떤 한 물질을 용매로 용해시켜 분리하는 방법인 추출에 대한 원리와 개념을 이해한다. 2. 본 실험을 통해 카페인을 분리하면서 추출 방법을 익히고, 홍차에서 카페인을 추출하여 카페인의 함량을 계산한다. 1. 추출(extraction) : 혼합물(reaction mixture)로부터 용질(solute)을 액체상(liquid phase)으로 이동시켜 분리하는 방법으로, 섞이지 않는 두 액체상에 대한 용해도(solubility) 차이에 의해 분리된다. 2. 추출용매 : 혼합물을 화학분석할 때, 시험 재료의 성분 중 일부는 용매에 잘 녹고 다른 성분은 그 용매에 녹지 않는 경우, 추출 용매를 사용하여 혼합물을 추출한다. 고체혼합물이나 액체혼합물과 같은 수용액에서 어떤 특정한 물질을 용해.. Chemistry/일반화학 2020. 12. 20. 전기 화학 | 전해질 전도 전하가 이온에 의하여 운반되는 전해질 전도(electrolytic conduction)는 전해질의 이온이 자유로이 움직일 수 없으면 일어나지 않는다. 따라서 전해질 전도는 주로 용융된 염과 전해질의 수용액에서 나타난다. 더욱이 전해질 전도체를 통하여 전류가 계속 흐르기 위해서는 이온의 이동에 따르는 화학 변화가 필요하다. 이 전해질 전도의 원리는 두 불활성 전극 사이에서 용융 NaCl의 전기분해를 나타내는 [그림 1]의 전해전지로 설명할 수 있다. 전원이 왼쪽 전극에 전자를 공급하여 주므로 이 전극은 -로 하전되었다고 간주하면 전자는 오른쪽 +극에서 빠져나간다. 이렇게 이루어진 전장에서 나트륨 이온(양이온)은 -극 쪽으로 끌리고 염소 이온(음이온)은 +극 쪽으로 끌린다. 전해질 전도에서 전하는 음극 쪽으.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 12. 5. 물리화학실험 | 액체의 상호 용해도 TIP 서로 섞이지 않는 물-벤젠 용액에 빙초산을 가하여 용액에 대한 빙초산의 용해도를 측정하고 세 가지 액에서 이루어지는 용액의 조성을 삼각도로 나타낸다. 또한 이 과정에서의 분배의 법칙을 조사한다. 액체간의 상호용해도 일정한 온도에서 두 종류의 액체가 완전하게 섞이지 않고 두 층으로 평형을 이룰 때, 한 층의 액체 성분이 다른 층에 용해된 정도를 의미한다. 예를 들면, 물과 ether를 혼합하면 소량의 ether를 녹인 물의 층이 밑으로, 소량의 물을 녹인 ether의 층을 위로하는 두 액상으로 유지되는데, 이와 같이 두 액체가 서로 포화되어 두 액상이 평형을 유지할 때 각 액상에 있어서 또 다른 한 부분의 액체의 용해도를 상호 용해도(mutual solubility)라 하며, 상호용해도의 값은 일반.. Chemistry/물리화학 2020. 11. 21. 물리화학실험 | 끓는점 오름에 의한 분자량 측정 TIP 용액의 끓는점오름 을 이용하여 용질의 분자량을 결정한다. 끓는점 액체는 증기압력이 액체표면에 작용하는 외부압력과 같을 때 끓게 된다. 이때 증기의 기포들은 액체 내부에서 형성된다. 끓는 온도는 외부 압력이 증가함에 따라 증가하며, 1기압에서 액체의 끓는점을 정상 끓는점(normal boiling point)이라 한다. 일단 액체가 끓기 시작하면 이 온도는 모든 액체가 기체로 전이될 까지 일정하게 유지된다. 용액의 총괄성 묽은 용액의 경우 어는점과 끓는점의 성질들은 용질의 양에만 의존하고 그 종류에는 무관하기 때문에 총괄성(colligative property)이라 부른다. 여기에는 두 가지 가정이 필요하다. 용질은 비휘발성이며, 따라서 증기상 속으로 들어가지 않는다. 용질이 고체 용매 속으로 녹아.. Chemistry/물리화학 2020. 11. 4. 화학공학실험 | 액체 확산계수 측정 TIP 1. 용질과 용매가 조합시킨 경우 액상 내 확산계수는 온도에 따라 변화하고 기상내 확산계수와는 달리 용질의 농도에 의해 변화한다. 2. 따라서 액체 확산계수를 이용하여 액체와 액체간의 확산을 관찰하고 이에 대한 액체 확산계수를 측정하고 계산해 본다. 몰수에 따른 NaCl의 전도도(conductivity)를 이용하여 액체의 확산속도 계수를 구한다. 물리, 화학 공정은 공정과 관련된 물질의 성질에 의존한다. 공정 공학은 벌크 상태의 물질의 변형 및 분포와 연관된다. 따라서 물질을 변화시키기 위해서 공장을 설계하고 가동하기 위해서는 물질들의 물리적, 화학적 성질들을 고려해야 한다. 가장 편리한 매체는 유체이므로 대부분의 공장은 기체나 액체 상태의 물질들로 가동된다. 이 같은 상황에서 고려해야 될 유체의.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 10. 7. 일반화학실험 | Making a Chemical Rainbow TIP 용해도와 밀도 및 극성과 무극성에 대해 배우고 그 성질들을 이용하여 용액의 층 분리를 하여Rainbow를 만든다. 용해도 곡선(g/100g H2O) 주어진 온도에서 용매 100g 당 녹을 수 있는 용질의 최대량(g)이다. 용해도를 알려고 할 때 용매와 용질의 종류, 온도를 고려해야 정확한 값을 얻을 수 있다. 즉, 어떤 물질과 액체에서 혼합하여 균일한 용액을 만들려고 할 때 얼마나 잘 섞이는지의 정도를 말한다. 극성 용매에는 극성 용질이 잘 용해되고 비극성 용매에 비극성 용질이 잘 용해되지만 극성용매에 비극성 용질은 잘 용해되지 않는다. Density 단위 부피당 질량, 밀도=질량/부피 이다. 즉 분자들이 밀집해 있는 정도를 말한다. 그러므로 같은 부피의 물질이라도 밀도가 큰 물질이 더 큰 질량을.. Chemistry/일반화학 2020. 9. 26. 물리화학실험 | 어는점 내림법을 이용한 분자량 측정 TIP 1. 어는점 내림법에 대한 개념을 숙지하고, 이를 활용하여 용질의 분자량을 측정한다. 2. 본 실험에서는 Raoult's law가 적용되는 이상용액의 어는점 내림의 성질을 이용한 분자량 결정을 취급한다. 증기 압력 일정한 온도가 유지되고 주위와 완전히 밀폐되어 있는 용기 안에 액체 A 와 기체 B, 고체 C (A, B 와 C 는 같은 물질이고 상만 다르다.) 가 공존하고 있다고 가정해 보자. 표면 근처의 액체 분자들은 분자 사이의 인력을 극복하고 기체 속으로 떨어져 나갈 수 있으며, 반대로 증발된 분자는 에너지를 잃고 다시 액체 속으로 되돌아갈 수 있을 것이다. 밀폐된 용기 안이라면, 시간이 흐르면서 증발 속도와 응결 속도가 같아져, 결국 계 (용기 안) 는 거시적으로는 변화가 없는 상태, 즉 평.. Chemistry/물리화학 2020. 9. 21. 물리화학실험 | 용해열 - 열량계법 TIP 본 실험은 간단하게 만든 열량계법으로 여러 가지 염들의 용해열을 재는데 있다. 용해열 참고교재들을 공부하면 알 수 있듯이 용해열에는 적분용해열과 미분용해열의 두 종류가 있다. 적분용해열은 용질 1몰이 용매에 녹아 특정한 농도의 용액이 될 때에 흡수 또는 방출되는 열로서 정의된다. 예를 들면, 용질 1몰을 물 200몰에 녹이면 0.5몰 퍼센트의 용액이 된다. 이 때의 열변화량이 적분용해열이다. 또 용질 1몰을 물 400몰에 녹이면 0.25몰 퍼센트의 용액이 되고 이때의 열변화량도 적분용해열이다. 물론 그 값은 물 200몰에 녹였을 때 하고는 다르다. 또한 반면에 다량의 0.5몰 퍼센트 용액에 용질 1몰을 넣어 농도변화가 거의 일어나지 않도록 만들 수 있는데 이 때 일어나는 열변화량이 미분용해열이다... Chemistry/물리화학 2020. 9. 1. 이전 1 2 다음 반응형
