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소박한 실험 노트 - 종합편

분석화학실험 | 가스크로마토그래피(GC)를 이용한 유기용제 시료 분석 TIP 작업환경 중의 분석대상 물질을 활성탄관으로 채취하여 CS2로 탈착시킨 후 일정량을 가스크로마토그래피를 사용하여 전 처리한 시료를 운반가스(carrier gas)에 의하여 크로마토 관내에 전개시켜 금속관(칼럼)을 통과시켜 이동속도 차로 분리되는 각 성분의 크로마토그램을 이용하여 목적성분을 분석하는 방법으로 일반적으로 유기화합물에 대한 정성 및 정량 분석을 하기 위함이다. 크로마토그래피의 몇가지 형태 1. 이온교환 크로마토그래피(ion-exchange chromatography 이온 또는 전기적으로 전하를 띠는 화합물이 정전기적인 힘에 의해 이온교환수지에 흡착되어 평형을 이루는 것에 기초한다. 2. 친화성 크로마토그래피(affinity chromatography) 용질분자와 지지체 위에 결합되어 있는.. Chemistry/분석화학 2023. 5. 15.

응용화공기초실험 | 재결정(Recrystallization) TIP 고체 유기화합물을 적절한 용매에 완전히 녹인 후, 다시 깨끗한 결정형태로 얻어냄으로써 고체화합물을 정제하는 방법에 대해서 알아본다. 아울러 고체화합물의 녹는점 및 용해도, 용매의 극성, 여과 기술들에 대해서 익힌다. 실험 배경 재결정 과정이란 근본적으로, 결정을 녹이거나 용해시켜서 결정구조를 완전히 분열시켜서 새로운 결정을 형성하게 함으로써 불순물이 용액이나 용액 속에 남아있게 함으로서 순도를 높이는 방법이다. 재결정법에서는 거의 모든 고체가 차가운 용매에서 보다 뜨거운 용매에서 훨씬 용해도가 큰 경우가 더욱 유리하다. 온도를 올리는 상한선은 용매의 끓는점까지로 제한된다. 결정이 차가운 상태에서는 다 녹일 수 없는 용매의 양으로 뜨거운 용매에 녹이고 용액을 식히면 결정이 생겨 가라앉게 된다. 이때.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 12. 29.

공업화학기초실험 | 재결정 및 융점 측정 본 실험은 고체 유기화합물을 적절한 용매에 완전히 녹인 후, 다시 깨끗한 결정형태로 얻어냄으로써 고체화합물을 정제하는 방법인 재결정(recrystallization)법과, 융점을 측정해 온도를 보정한 후 미지 시료의 융점을 측정하여 그 미지시료의 융점(melting point: M.P.)을 측정법하는 실험이다. 재결정이란 결정을 용융(melting)시켜 결정구조를 완전히 분열시킨 후 다시 새로운 결정을 형성하게 함으로써 불순물(impurity)을 용융액(melt)이나 용액속에 남아 있게 하여 순도(purity)를 높이는 방법이다. 이러한 재결정법의 기본적 원리는 온도에 따른 용해도(solubility)의 차를 이용하는 것이다. 재결정을 하는 방법으론, 시험관 3개에 아세트아닐라이드를 넣고, 또 다른 시험.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 12. 27.

일반화학실험 | 얆은 막 크로마토그래피 TIP 얇은 막 소량의 유기 화합물을 분리를 이해하고 실험을 통해 습득한다. 크로마토그래피 적절한 정지상과 이동상을 사용하여 시료들이 섞여 있는 혼합액을 이동속도 차이를 이용하여 분리하는 방법이다. 예를 들어, 검은 수성 사인펜으로 글씨를 쓴 종이에 물이 묻어 사인펜이 번지는 경우가 있는데, 번진 부분은 푸른색, 붉은색, 노란색 등 여러 색깔이 서로 다른 위치에 퍼져 있는데, 이것은 각 색소들의 이동속도가 서로 다르기 때문이다. 이 같은 종이크로마토그래피에서 이온교환크로마토그래피까지 다양한 종류가 있다. TLC의 원리 및 개요 TLC(thin layer chromatography)는 유리나 플라스틱판위에 실리카와 같은 고정상을 얇게 도포시킨 후 미량의 시료를 전개 용매를 이용하여 분리 분석하는 가장 많이.. Chemistry/일반화학 2022. 9. 8.

유기화학실험 | 커피로부터 카페인의 분리 TIP 유기화합물을 분리, 정제하는 방법 중 하나인 추출법을 통해, 커피로부터 카페인을 분리해 봄으로서, 원리와 방법을 이해한다. 두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물 속에서 특정한 물질을 용해할 수 있는 용매를 사용하여 성분을 분리해 내는 방법을 ‘추출’이라 한다. 이 경우 산-염기 혹은 킬레이트 생성 등의 화학반응을 이용하거나 혹은 단순히 용해도 차이만을 이용할 수도 있다. 고체에서 추출하는 경우를 고-액추출(固液抽出), 액체에서 추출하는 경우를 액-액추출(液液抽出)이라 하며, 고-액추출을 침출(浸出)이라 할 때도 있다. 실험실에서는 각종 분리·정제·분석 등에 이용되는데, 고체에서 추출하는 데는 속슬렛(Soxhlet) 추출기, 액체에서 추출하는 데는 분액깔때기 등을 사용한다. 용매로는 물·알코올·.. Chemistry/유기화학 2022. 8. 14.

식품화학실험 | 유기산의 정량 TIP 유기산을 측정해 봄으로써 식품마다 유기산의 양을 알아볼 수 있고, 식품간의 유기산을 비교하면서 차이를 알 수 있다. 유기산 쉽게 말해 유기화합물로 구성된 산을 말한다. 이번 실험에서는 유기산이 들어있는 식품 중 유기산의 양을 측정하는 실험이다. 유기산을 정량하는 방법으로 중화 적정이라는 방법을 사용하였다. 중화 적정 방법은 적정하는 용액의 양을 측정하여 계산식에 대입해 식품 중의 유기산 양을 측정하는 방법이다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 시료 20㎖를 삼각 플라스크에 취했다. 2) 2～3방울의 0.1% phenolphthalein을 삼각 플라스크에 떨어뜨렸다. 3) 0.1N NaOH를 뷰렛에 넣고 눈금을 측정했다. 4) 삼각 플라스크를 자석 교반기위에 넣고 돌렸다. 5) 엷은 분홍색을 띠고 .. Engineering/식품 영양 | 공학 2022. 7. 18.

일반화학실험 | 여러가지 수화물 TIP 1. 황산 칼슘, 황산 구리, 설탕, 염화코발트, 염화니켈, 탄산칼륨 이 6가지 물질을 가열을 시키고 물을 첨가한 후 그에 따른 변화를 통해 각각의 물질들이 수화물인지 수화물이 아닌지를 분류할 수 있다. 2. 재결정의 정의와 방법에 대해서 알고 직접 재결정을 이용하여 의 결정을 얻고 모양과 크기를 관찰해본다. 수화물 수화물은 무기화학과 유기화학에서 분자 내에 물 분자를 포함하고 있는 물질을 이르는 말이다. 많은 수화물에서 포함되어 있는 물의 화학적 형태는 다양하게 나타난다. 물이 다른 화합물에 결합되어 있는 화합물이며, 함수화물이라고도 한다. 가장 흔히 볼 수 있는 것은 염류의 수화물이다. 수화물의 표기는 화합물의 화학식 뒤에 기호 뒤에 결합하는 물분자를 적어준다. 예를 들어 황산구리의 화학식은 .. Chemistry/일반화학 2022. 7. 14.

화공기초실험 | 이온성액체를 이용한 셀룰로오스 추출 TIP 실생활에 필요한 물건들을 만드는데 다방면으로 유용한 셀룰로오스를 추출하여 본다. 이온성 액체 인류가 살고 있는 지구에 존재하는 대부분의 생명체들은 그 중량의 70% 이상을 물이 차지하고 있다. 물은 빙점, 밀도, 잠열 등 여러 가지 물리화학적 특성에 있어 지구 자연계의 항상성 유지에 이상적인 용매로 여겨지고 있다. 그러나 물은 소수성 물질에 대한 낮은 용해성, 좁은 액상 온도범위(100 ℃) 등의 제약점도 가지고 있어, 이를 극복하기 위해 헥산, 알콜류 등을 포함한 각종 유기용매가 지난 수십년간 산업현장을 중심으로 광범위하게 사용되어왔다. 이러한 기여에도 불구하고, 유기용매는 친수성 물질에 대한 낮은 용해성, 안전성, 그리고 특히 환경오염의 문제점 들을 안고 있다. 이러한 제약들로 인해 물(제1세.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 5. 17.

일반생물학실험 | 광합성 명반응 광합성은 녹색 식물들이 빛 에너지를 이용하여 CO2와 물로부터 유기화합물을 생성하는 과정이라고 정의 할 수 있다. 광합성 특히 명반응은 빛 에너지를 화학에너지로 전환하는 과정을 포함하고 있다. 광합성은 높은 화학에너지를 가지는 물질을 생성하는 가장 중요한 과정이기 때문에 지구상에 존재하는 대부분의 생명체는 광합성에 의존하여 생활하고 있다. 광합성은 탄수화물의 생성과 동시에 산소를 방출함으로써 생물의 진화에 심대한 영향을 주었다. 광합성 과정은 다음과 같은 화학반응으로 요약할 수 있다. 6CO2 + 12H2O + 빛에너지 → C6H12O6+ 6O2 + 6H2O 광합성은 엽록체라고 불리는 식물의 소기관에서 수행된다. 광계(photosystem)는 반응중심복합체(reaction-center complex)로 .. Biology/일반 | 세포 생물학 2021. 11. 30.

일반화학실험 | 아스피린의 합성 합성 의약품 중에서 가장 성공적인 것으로 알려진 아스피린(aspirin)은 아세틸살리실산(acetyl salicylic acid)이라는 화합물로 방향족 벤젠 분자에 카복실기와 에스터기가 결합된 비교적 간단한 구조로 되어 있다. 아스피린은 유기산의 일종으로 값이 싼 화합물인 살리실산(salicylic acid)에 들어있는 알코올기를 무수아세트산(acetanhydride)을 사용하는 에스터화 반응(esterification)으로 변환시켜서 다음 그림처럼 합성할 수 있다. 카복실산과 알코올이 반응하여 에스터가 생성되는 이 반응은 산성 용액에서 매우 빠르게 일어나기 때문에 아스피린 합성은 일반화학 실험에도 많이 사용된다. 본 실험에서 합성한 아스피린은 불순물을 포함하기 때문에 그대로 의약품으로 사용할 수 없고 .. Chemistry/일반화학 2021. 10. 6.

일반화학실험 | TLC를 이용한 혼합물의 분석 TIP 몇 가지 유기화합물을 이용하여 유리판이나 플라스틱판과 같은 받침판에 얇게 실리카겔을 입힌 정지상과 이동상인 적당한 용매에 대한 시료 성분들의 분배(또는 분포)의 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법인 크로마토그래피법의 원리를 이해하고 실험방법을 익힌다. 크로마토그래피의 역사 크로마토그래피는 색층분석(色層分析)이라고도 한다. 1906년 러시아의 식물학자 M.S.츠베트가 클로로필 등 식물색소를 분리하기 위해 처음으로 사용하였다. 수직으로 세운 유리관에 알맞은 흡착제(활성 알루미나․실리카겔․탄산칼슘 등)를 채우고, 식물색소를 석유에테르로 추출한 것을 흘려 넣으면 무색의 흡착체 기둥에 클로로필 a․루테인 등이 분리․흡착되어 빛깔이 있는 띠를 생성한다. 이 착색대(着色帶)를 크로마토그램이라고 하는데, 여.. Chemistry/일반화학 2021. 9. 5.

일반생물학실험 | 유기화합물 TIP 1. 수수깡 및 여러 가지 재료를 이용하여 유기화합물의 특징과 구조를 알아본다. 2. 수수깡을 이용하여 DNA 구조를 만들어 본다. 탄소를 포함하는 화합물은 유기화합물이다. 대부분의 유기화합물은 탄소, 수소, 질소와 같이 적은 종류의 원소로 이루어져있는데 다양한 금속의 결합으로 특징들이 다양해 질 수 있다. 유기화합물은 사슬식 화합물과 고리식 화합물로 나눌 수 있다. 또 고리식 화합물은 탄소 원자만으로 고리가 구성되어 있는 탄소 고리식 화합물과 탄소 이외의 원소를 고리안에 포함하는 헤테로 고리식 화합물로 분류 할 수 있다. 탄소 고리식 화합물은 지방족 고리식 화합물과 벤젠 고리를 포함하는 방향족 화합물로 분류 할 수 있다. 수용액 상태에서 이온으로 해리하는 무기 화합물과는 달리 대부분의 물에 녹지.. Biology/일반 | 세포 생물학 2021. 8. 19.

화학공학실험 | 아닐린의 합성 TIP 1. 환원에 의한 amino화는 환원적 방법에 의한 amine들의 합성을 포함하고 있다. 환원은 촉매 존재 하에서 수소를 사용하는 접촉 환원법 외에 환원제를 사용하는 환원, 특히 방향족 amin화합물은 nitro화합물을 환원제에 의하여 환원시키는 방법이 잘 사용된다. 2. 화학적 환원을 통해 니트로벤젠으로부터 아닐린을 제조하고, 실험을 통하여 아미노화를 이해하고 수율을 구해서 이론 생성량과 비교해본다. 니트로벤젠을 강력한 환원제(Sn+진한HCl, Fe+진한HCl)로 환원시키면 최종 환원생성물인 아닐린이 생성되나 정당한 환원제를 사용하고 환원 조건을 잘 조절하면 여러가지 환원 중간생성물, 즉 니트로소벤젠, 페닐히드록실아민, 아족시벤젠, 아조벤젠, 히드라조벤젠 등이 생성될 수 있다. 여러 가지 환원제.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 4. 9.

유기화학실험 | 화학반응을 이용한 유기화합물의 작용기 확인 TIP 간단한 화학적 실험을 통해 유기 화합물의 작용기의 포함 여부를 확인하는 고전적인 실험방법들이 많이 알려져 있다. 본 실험에서는 고전적 실험방법을 이용하여 알데히드와 케톤을 구별하는 방법과 지방족 포화탄화수소와 불포화탄화수소를 구별하는 원리와 방법 및 어떤 물질을 합성하는 중간단계 등에서 알데히드나 케톤이 생성되었는지를 확인할 수 있는 방법 등을 배운다. 알데히드와 케톤의 구별 Aldehyde와 ketone은 둘 다 carbonyl(C=O)기를 가지고 있어 공통적인 반응을 일으키지만 aldehyde는 carbonyl(C=O)기에 수소가 붙어 있어 산화를 일으켜 carboxylic acid를 생성할 수 있지만 ketone은 그러한 반응이 일어나지 않는다. Aldehyde는 carboxylic acid.. Chemistry/유기화학 2020. 11. 16.

유기화학실험 | 단순증류에 의한 용매의 정제와 분리 TIP 단순증류에 의한 메탄올과 물의 정제와 분리를 할 수 있다. 정제의 하나의 방법인 증류법 유기화합물을 합성할 때 불순물이 포함되기 때문에 이들의 정제는 화학에서 중요한 실험조작중의 하나이다. 분리 및 정제의 방법에는 증류법, 재결정법, 추출법, 크로마토그래피법, 승화법 및 전기영동법 등이 있다. 이들 중 어느 방법을 사용할 것인지는 정제하려는 물질과 제거하려는 물질에 따라서 결정해야 한다. 본 실험에서는 분리 및 정제의 방법으로 증류법을 사용하여 메탄올과 물을 분리, 정제 해 보도록 한다. 끓는점 (boiling point) 액체가 끓기 시작하는 온도. 비등점(沸騰點)이라고도 한다. 액체 표면으로부터 증발이 일어날 뿐만 아니라, 액체 내부로부터 기화가 일어나 기포가 올라가기 시작하는 온도를 말한다... Chemistry/유기화학 2020. 10. 18.

유기화학실험 | 추출을 이용한 벤조산과 나프탈렌의 분리 TIP 화합물에서 유기 화합물을 분리하는 방법 중 가장 많이 이용되는 것은 액체-액체 추출이다. 실제로 모든 유기 반응은 시료의 정제의 어떤 단계에서 추출을 꼭 필요로 하는데 벤조산과 나프탈렌의 분리 실험을 통해서 추출의 기술을 익히고자 하는 것이 이번 실험의 목적이다. 서로 섞이지 않는 용매에서 각성분의 상대적인 용해도의 차에 바탕을 둔 선택적인 용해(partitioning)가 추출의 기본적인 원리이다. 추출은 두 섞이지 않는 용매사이의 용질의 분배를 포함하고 분배(distribution)는 정량적으로 분배 계수(distribution coefficient 또는 partition coefficient) K(식1)로 표시된다. 이는 용질 A가 섞이지 않는 두 용매 S와 S'의 혼합물과 접촉하여 일정한 온.. Chemistry/유기화학 2020. 10. 15.

미생물실험 | 효모 관찰 TIP 효모를 관찰함으로써 효모의 외형적 특징을 살펴보고 그들의 생활사와 생물학적 특징을 알아보도록 한다. 효모의 특성과 이용, 그리고 발효(fermentation) 효모의 세포벽은 주로 글루칸과 만난에 의하여 구성되며, 그 밖에 지질·단백질과 소량의 키틴질을 함유한다. 세포 내에는 핵·미토콘드리아·액포·글리코젠 과립을 가지며, 발효뿐만 아니라 호흡도 잘한다. 효모 자체는 값싼 지방·단백질원으로 사료에 사용된다. 비타민 B군을 풍부하게 함유하고, 또 비타민 D를 함유하는 것도 있으며, 의약품 공업에도 사용되고 있다 이 실험에서도 알 수 있듯이 막걸리와 맥주발효에도 효모가 사용된다. 또한 효모는 가장 간단한 형태의 진핵생물로 인간의 세포와 세포주기가 매우 유사하다. 이러한 유사점을 바탕으로 진핵생물의 DN.. Biology/미생물학 2020. 10. 9.

유기화학실험 | Synthesis of Acetanilide - 아세트아닐라이드의 합성 TIP 1. Acyl화 반응을 이해하여 acetanilide를 제조하는 방법을 익힌다. 2. 본 실험에서는 아닐린(Aniline)의 아세틸화(Acetylation) 반응을 이용하여 여러 가지 유용한 화합물 합성의 중간체로 사용되는 아세트아닐라이드(Acetanilide)의 합성법을 실험하여 반응장치를 설계, 반응 메커니즘 및 분리 정제공정을 학습한다. 유기화합물의 수소 원자를 아실기(RCO-)로 치환하는 반응을 아실화 반응이라고 한다. 본 실험에서는 아닐린(aniline)에 무수초산(acetice anhydride)과 빙초산(acetic acid)의 혼합액을 작용시키고 가열하면 아닐린의 아민기에 아세틸기(-COCH2)가 도입되어 아세트아닐리드가 생성된다. 이 반응을 아세틸화 (acetylation)라 한다.. Chemistry/유기화학 2020. 4. 13.

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