• 

  일반화학실험 | 질량 부피 및 온도측정 TIP 1. 화학은 실험과학이므로 과학적 관찰로부터 출발한다. 과학적 관찰에는 정성적인 관찰과 정량적인 관찰이 있으나 본 실험에서는 정량적인 관찰을 중점으로 다룬다. 2. 저울사용법 및 부피측정법을 익히고 실험 데이터의 처리 및 불확실도 추정 방법 등을 배운다. 3. 기본적인 과학적 관찰은 정성적인 관찰과 정량적인 관찰로 나온다. 그중 정량적인 관찰인 질량, 부피, 온도 등을 측정할 수 있다. 정밀도와 우연 오차 1. 정밀도(precision) 실험 결과를 비교했을 때 일치되는 정도. 가능한 동일한 조건에서 측정을 반복하여 결정하고, 측정 간의 차이는 우연 오차에 기인한다. 즉, 기술(記述)하는 값들을 정밀하게 구별하는 정도. 예를 들면, 네 자릿수는 여섯 자릿수보다 덜 정밀하다. 그러나 정확하게 계산된.. Chemistry/일반화학 2021. 1. 9.

• 

  일반화학실험 | 아세트산, 살리실산의 분리와 적정 TIP 1. 본 실험에서는 색깔을 띠지 않는 유기산(organic acid)인 아세트산과 살리실산을 같은 역상 크로마토그래피 카트리지로 분리하고 산-염기 적정으로 정량한다. 이 과정을 통해 극성, 무극성, 소수성 상호작용 등 중요한 개념을 체험적으로 학습한다. 2. 본 실험에서는 표준 용액인 KHP를 이용해 NaOH의 농도를 측정해보고, 적정을 통해 혼합 용액 속 산의 몰수를 구해보며, 크로마토그래피로 산을 분리 해 본 후 혼합 용액 속에 들어있던 두 종류 산의 몰수 비를 구하고자 한다. 분리와 분석은 화학에서 아주 중요한 의미를 지닌다. 왜 분석물리학이라는 분야는 따로 없는데 분석화학이라는 분야는 화학의 한 분야로 독립되어 있는 것일까? 그 이유는 물리학과는 달리 화학의 궁극적인 관심사는 원자의 재배열.. Chemistry/일반화학 2021. 1. 6.

• 

  일반화학실험 | 화학 정원 금속염을 물유리 안에 넣으면 금속염과 물유리가 순간적으로 반응하여 금속염 표면에 새로운 염(금속 규산염)이 생기는데 이 염이 반투과성막으로 작용한다. 물유리 용액에 있는 물은 이 반투과성막을 통하여 농도가 높은 금속염 안쪽으로 들어오게 되고 들어오는 물의 압력으로 반투막이 터지게 되는데, 이때 반투막의 압력이 위쪽보다 크기 때문에 결정의 윗부분이 터지며 터진 곳에서 나온 금속염이 다시 순간적으로 물유리와 반응하여 반투과성 염을 만들고 다시 물이 들어와 또 터지는 반응의 반복이 마치 결정이 자라는 것처럼 보이는 것이다. 역삼투(reverse osmosis) 삼투압 이상의 압력을 가하여 용매 분자들이 반투성막을 통해서 농도가 높은 용액으로부터 순수한 용매로 이동하는 현상. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 입.. Chemistry/일반화학 2021. 1. 5.

• 

  일반화학실험 | 여러 가지 촉매 반응 TIP 과산화수소의 분해반응을 빠르게 하는 다양한 촉매와 반응을 느리게 하는 억제제의 작용과 그 원리를 알아본다. 활성화 에너지와 촉매 반응이 진행되어 생성물이 만들어지려면 반응물들은 활성화 에너지(activation energy)라고 부르는 위치에너지의 장벽을 넘어야 한다. 전이상태에 도달하여 반응이 끝날 때까지의 반응시간은 활성화 에너지에 따라 달라지는데, 촉매의 사용으로 반응시간을 변화시킬 수 있다. 촉매를 사용하면 반응 속도가 빨라지는 이유는 활성화 에너지를 낮게 하여 반응을 일으킬 수 있는 분자의 수가 많아지기 때문이다. 1. 촉매(catalyst) 화학반응에서 반응물질 이외의 것으로, 그것 자체는 반응 전후에 있어서 양적∙질적으로 변하지 않으면서 반응속도만을 변화시키는 물질을 말한다. ① 반응.. Chemistry/일반화학 2021. 1. 1.

• 

  일반화학실험 | 용액의 밀도 - 음료수의 당도 TIP  용액의 농도와 밀도가 서로 비례관계에 있다는 것을 이용하여 표준용액들의 밀도를 측정해 설탕물 용액의 농도와 밀도 사이의 관계를 나타내는 표준 곡선을 얻은 후, 표준 곡선을 이용하여 음료수의 밀도를 측정함으로써 음료수의 농도 및 당도를 결정한다.   용액의 밀도(물질의 질량을 부피로 나눈 값)를 측정하기 위하여 시료의 질량과 부피 등을 측정하고, 용액의 밀도와 농도가 비례관계에 있다는 것을 이용하여 용액의 농도를 측정할 수 있다. 측정을 통하여 얻은 정량적 수치와 기본적인 화학공식을 이용하여 측정계 없이도 밀도와 당도 등의 값을 측정할 수 있다. 본 실험에서 용액의 밀도를 응용하는 한 가지 예로서 시중에서 판매되고 있는 음료수에 들어있는 설탕의 양인 당도를 측정해 보기로 한다. 당도를 측정하기 위.. Chemistry/일반화학 2020. 12. 30.

• 

  일반화학실험 | 색소의 분리와 흡광분석 TIP 1. 화학부문의 연구에 있어서 ‘분리’는 아주 중요한 의미를 지닌다. 화학의 궁극적인 관심사는 물리나 생물과는 달리 원자의 재배열을 통한 화학적 현상 탐구에 있기 때문이다. 이 화학적 현상에는 화합물의 합성, 분해 등 여러 가지가 있는데, 합성과 분해와 같은 화학적 현상의 탐구를 위해서는 반응물과 생성물의 양적 변화를 측정하는 것이 필수적이다. 이런 측정은 혼합물상태보다는 ‘분리’의 과정을 거친 순수한 상태에서 하는 것이 더 쉽고 정확하다. 2. 이런 분리에 사용되는 여러 가지 방법 중 하나가 바로 크로마토그래피이다. 크로마토그래피는 분리하려는 물질들의 고정상과 이동상과의 친화력의 차이를 이용하여 분리한다. 또한 흡광도 분석을 통해서도 정량적인 분석이 가능한데, 크로마토그래피를 이용한 경우는 황색.. Chemistry/일반화학 2020. 12. 27.

• 

  일반화학실험 | 알코올의 정량분석 - Quantitative Analysis of Alcohol TIP 크롬산이(CrO3) 알코올에 의하여 청록색의 불투명한 크롬(Ⅲ)으로 환원되는 반응을 이용해서 알코올의 농도를 알아낸다 탁한 청록색을 내는 환원 상태의 크롬(Ⅲ)이 혼합된 용액의 흡광도는 Beer's law를 따르기 때문에 용액 속에 들어있는 크롬(Ⅲ)의 농도는 흡광도를 측정해서 알아 낼 수 있으며, 그로부터 알코올의 농도도 계산할 수 있다. 오른쪽 그림에서와 같이 크롬산 용액은 파장이 550 ㎚보다 짧은 빛을 흡수하지만, 파장이 600 ㎚보다 긴 빛은 흡수하지 않는다. 그러나 크롬산에 알코올을 넣어주면 600 ㎚부근의 빛을 잘 흡수하게 된다. 따라서 이번 실험에서 파장이 600 ㎚ 인 빛을 사용하면 알코올에 의해서 환원된 크롬(Ⅲ)만에 의한 흡광도를 측정할 수 있다. 알코올은 아래의 반응식에 나타.. Chemistry/일반화학 2020. 12. 24.

• 

  일반화학실험 | 요오드화칼륨 수용액과 황산구리 수용액의 전기분해 TIP 요오드화칼륨 수용액과 황산구리 수용액을 전기분해 할 수 있다. 전기 분해 1) 전해질 용액에 전극을 담그고 직류 전류를 흘려 주면 용액 속의 이온들이 각각 반대 전하를 띤 전극 쪽으로 이동하여 산화 ･ 환원 반응을 일으키는 현상 2) (-)극에서의 반응 : 양이온이 전자를 받아 환원반응이 일어남. 수소보다 반응성이 큰 금속의 양이온을 포함하는 경우, 환원성이 더 큰 수소 기체가 발생한다. 물보다 환원성이 작은 금속의 양이온을 포함하는 경우에는 금속이 석출된다. 3) (+)극에서의 반응 : 음이온이 전자를 내놓아 산화반응이 일어남. 물보다 산화 전위가 작은 음이온들을 포함하는 경우, 산소기체가 발생한다. 물보다 산화 전위가 큰 요오드화 이온은 요오드로 석출된다. 4) 요오드화칼륨 수용액의 전기분해 .. Chemistry/일반화학 2020. 12. 20.

• 

  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.

• 

  일반화학실험 | 폐식용유를 이용한 비누 만들기 TIP 폐식용유가 하천에 흘러 들어가면 어떤 피해가 있는지를 알고, 폐식용유를 이용하여 무공해 비누를 만들 수 있다. 비누는 우리 생활에 밀접한 관계를 가지고 있는 물질이다. 이것은 여러 종류의 동물에서 얻어지는 지방(fats)이나 식물유(oils)를 가성소다로 가수분해(hydrolysis)하여 얻어진다. 최근에는 석유 화학에서 값싸게 얻을 수 있는 알킬 벤젠(alkyl benzene)과 클로로설폰산(chloro-sulfonic acid)의 반응에서 얻어진 알킬 벤젠 설포네이트(alkyl benzene sulfonate, ABS)가 많이 사용되었으나, 생분해성이 문제가 되어 공해의 주요인이 되었다. 생분해의 용이성에 대해 세제는 경성, 연성 세제로 구분되는데, 분해가 용이한 선형 알킬 벤젠(linear .. Chemistry/일반화학 2020. 12. 18.

• 

  일반화학실험 | 산화 환원 반응에 의한 에탄올 분석 TIP 산화 환원 반응을 알고 이를 통해 산화 환원 적정 실험을 통한 미지시료의 에탄올을 분석할 수 있다. 화학은 물질의 변화를 다루는 과학이다. DNA 복제도, 식물이 잎에서 받아들인 공기 중의 이산화 탄소와 뿌리에서 흡수한 물과 무기물질들을 사용해서 광합성을 하고 장미의 향기와 아름다운 색깔을 만들어내는 것도 변화이고, 우리가 식물이나 식물을 먹고 자란 동물을 먹고 살아가는 데에도 수 많은 변화들이 들어 있다. 그런데 변화에는 변화의 결과도 중요하지만 변화가 얼마나 빠르게 또는 느리게 일어나는가, 즉 변화의 속도도 중요하다. 우리 몸에서 일어나는 DNA 복제, 기타 효소 작용 등 하나하나 화학 변화의 속도는 우리가 태어나서 자라고 늙어가는 속도, 달리는 속도, 생각하는 속도 등 겉으로 드러나는 모든 .. Chemistry/일반화학 2020. 12. 15.

• 

  일반화학실험 | 이산화탄소의 분자량 TIP 1. 드라이 아이스를 이용하여 이산화탄소의 특성을 알아보는 실험이다. 여기에서는 드라이 아이스의 상태 변화 과정을 통해서 이산화탄소의 삼중점을 관찰해보고, 드라이 아이스의 승화를 이용하여 이산화탄소의 분자량을 측정하여 보기로 한다. 2. 모든 물질은 주어진 온도와 압력에 따라 그 물질의 상태가 변화한다. 온도가 높아질수록, 압력이 낮아질수록 물질을 이루는 입자들은 보다 활발하게 운동을 하게 되는데, 이를 거시적인 관점에서 ‘상태의 변화’라는 말로 설명이 가능하다. 본 실험에서는 드라이 아이스에 열을 가하여 상태가 변화하는 과정을 관찰함으로써 삼중점을 추정해 보았다. 본 실험은 분자론에 대해 다룬다. 호프만(Roald Hoffmann, 1981년 노벨 화학상)의 말대로 원자는 근사하고 근본적이기는 .. Chemistry/일반화학 2020. 12. 13.

• 

  일반화학실험 | 기체 분자의 확산 TIP 가. 기체의 확산 속도와 분자량의 관계를 알아본다. 나. 가설인 “일정한 온도와 압력에서 기체 분자의 확산 속도는 분자량 제곱근에 반비례할 것이다. (그레이엄의 법칙, Graham's law)”을 증명하는 것이다. 그레이엄의 법칙(Graham’s law of effusion)이란 일정한 온도와 압력 상태에서 기체의 확산 속도는 그 기체 분자량의 제곱근(밀도의 제곱근)에 반비례한다는 법칙으로 1831년 영국의 화학자 T.그레이엄이 발표한 기체 확산에 관한 법칙이다. 같은 온도에서 기체 분자의 운동에너지는 기체의 종류와 상관없이 동일하다. 실험 방법 1. 기체분자의 확산 1) pH paper를 유리관 길이만큼 자른 후 유리관 안 쪽에 테이프로 고정한다. 2) 클램프를 사용하여 유리관을 수평이 되도록 .. Chemistry/일반화학 2020. 12. 8.

• 

  일반화학실험 | 나일론과 헤어젤 합성 TIP 1. 고분자 물질은 생활 속에서 많이 쓰이는데, 최초의 합성 고분자였던 나일론(Nylon)의 합성과 머리모양을 고정시켜주는 헤어젤(Hair gel)의 합성을 통하여 고분자의 특성을 이해해 보고자 한다. 2. 중합 반응을 통해 고분자 물질인 나일론을 합성하고 젤화 반응을 시켜 헤어젤을 만든다. 나일론 합성 일반적으로 많은 수의 단위체(monomer)들이 반복적으로 결합된 분자를 고분자(polymer) 또는 거대분자(macromolecule)라고 한다. 보통 수백 개에서 수십만 개의 원자들이 공유결합으로 연결된 복잡한 구조의 분자를 말한다. 이런 고분자들은 자연에도 다양한 형태로 존재한다. 식물 세포의 벽은 셀룰로스(cellulose)라고 하는 3,000개 이상의 글루코스(glucose)라는 탄수화물.. Chemistry/일반화학 2020. 12. 5.

• 

  일반화학실험 | 실험 기구 사용법 및 용액 제조하기 TIP 1. 실험기구 사용법을 익히고 실험 데이터의 처리 및 측정의 불확실도 추정방법 등의 화학실험의 기초를 배운다. 2. 화학실험에서 가장 기본이 되는 물리량은 질량과 부피이다. 이 물성치를 측정하기 위한 저울 사용법, 액체를 옮기는데 사용되는 사용법을 익히고 질량과 부피를 측정한 데이터를 이용하여 평균값과 표준편차를 이용해 불확실도를 측정하는 방법까지 읽힌다. 3. 피펫 휠러와 눈금실린더의 사용법을 익힌다. 몰 용액 제조법을 통해 고체시약용액을 제조한다. 측정 시 정밀도와 정확도의 개념과 중요성을 안다. 화학은 자연 현상에 대한 정확한 관찰과 측정을 체계적으로 정리하여 논리적인 해석을 추구함으로써 자연 법칙을 이해하려는 분야이다. 따라서 화학 실험에서의 관찰과 측정은 화학을 배우는 첫 단계라고 할 수.. Chemistry/일반화학 2020. 12. 2.

• 

  일반화학실험 | 에멀젼 이야기 TIP 계면 활성제의 콜로이드 형성과 서로 섞이지 않는 두개의 액체를 균일하게 혼합시키는 에멀젼 형성의 원리를 이해한다. 콜로이드 콜로이드란 한물질(분자상)이 다른 물질 또는 용액(연속상)에 분산 되어 있는 것을 말한 다. 안개는 콜로이드의 한 예인데 매우 작은 물방울이 공기에 분산 되어 있는 것을 말한다. 안개는 콜로이드의 한예인데 매우 작은 물방울이 공기에 분산되어 있는 것이다. 콜로이드가 용액과 다른점은 발산된 입자의 크기가 일반적인 분자보다 크다는 것이지만 이 입자들을 현미경으로 볼수는 없다. (입자들의 크기 10Å～2000Å) 에멀젼 (Emulsion) 에멀젼은 액체 속에 액체 입자가 콜로이드 입자 또는 그 보다 큰 입자로써 분산되어 젖같이 된 것을 말한다. 기름과 물을 섞어서 흔들면 일시적으로.. Chemistry/일반화학 2020. 11. 29.

• 

  일반화학실험 | HPLC에 의한 아데닌과 카페인의 분리 TIP 1. 혼합물을 이룬 여러 가지 물질을 알아내고자 할때 사용하는 방법 중 하나인 크로마토그래피는 다양한 분야에서 활용되고 있는 도구이다. 2. HPLC (High Performance Liquid Chromatography)를 이용하여 아데닌, 카페인의 구조와 elution time과의 관계를 알아보고, 각각의 흡수 스펙트럼을 얻은 후 커피 한 잔에 포함된 카페인을 정량해본다. 본 실험을 통해 극성, 무극성, 분자간 상호작용의 개념을 체험적으로 학습한다. 실험 1을 통해 아데닌과 카페인의 구조와 그에 따른 극성 정도를 비교 실험 2을 통해 아데닌과 카페인이 가장 최대로 흡수하는 파장의 빛을 흡수하는 지 알아본다. 실험 3을 통해 농도비와 흡광도 비를 관련하여 커피 용액에 함유되어 있는 카페인의 양을.. Chemistry/일반화학 2020. 11. 26.

• 

  일반화학실험 | 생활화학실험 - 사이다, 치약, 야광팔찌 만들기 TIP 1. 사이다를 만들어 이산화탄소의 성질에 대해 알아본다. 2. 치약의 성분과 효능에 대해 알아본다. 3. 야광팔찌를 만들어 발광의 원리에 대해 이해한다. 실험 1 : 사이다 만들기 산(시트르산)과 염기(탄산나트륨)를 섞으면 화학반응으로 이산화탄소가 나온다. 이 이산화탄소가 톡 쏘는 맛을 내는 것이다 실험 2 : 치약만들기 우리가 일상생활에서 매일 사용하는 치약의 중요한 두 가지 성분은 치석을 제거하는 연마제와 살균, 소독작용을 하는 소독제이다. 탄산 칼슘과 탄산 마그네슘 등의 불용성염은 연마제로 사용되며, 붕사는 대개 소독제로 사용된다. 치약 성분 중에는 이 이외에도 충치 예방에 사용되는 플루오린과 치아를 하얗게 해주는 미백제 그리고 입 냄새를 제거해주는 향료와 색을 나타내는 색소 물질 등이 들어.. Chemistry/일반화학 2020. 11. 24.