[카테고리:] Uncategorized

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
합성 섬유 – 나일론 끈

Ⅱ. Purpose
나일론의 합성을 통하여 고분자의 특성을 이해한다.

Ⅲ. Theory
1. 중합체
단위체(monomer)는 반복적이게 모여 중합을 함으로써 분자량이 큰 생성물을 형성한다. 이 생성물을 고분자(polymer) 또는 거대분자(macromolecule)라 한다. 고분자는 많은 원자들이 서로 공유결합을 이룬다. 다만 고분자는 모든 분자에 대해서 만들어지는 것은 아니다. 분자 양 끝에 작용기(functional group)를 가지는 monomer들을 반복해 결합하는 중합 반응을 거쳐 형성한다. 인공적으로 합성한 고분자는 자연 속의 고분자(단백질, 셀룰로오스, DNA 등)와 비교했을 때 그 모양과 크기가 불균일할 수도 있고 분자량 형성이 다양할 수가 있다. 본 실험에서 합성할 나일론 610도 인공적으로 합성되는 중합체라 할 수 있다. 따라서 합성 상황에 대해 일정하게 유지하지 않으면 나일론이 뭉쳐서 만들어질 수가 있고, 중간에 끊어질 가능성도 존재한다.
2. 작용기
작용기란, 유기 화합물 중에서 공통된 화학적 반응을 진행하는 유기물들이 가지는 공통적인 원자단을 말한다. 작용기를 용이하게 표현할 땐 시성식을 쓸 때가 많다. 그리고 유기물의 명명법에서는 작용기를 주로 접미어 또는 접두어로 쓴다. 이를 통해 유기물이 어떠한 작용기를 가지는지 알 수가 있고 이 유기물이 어떠한 화학 반응을 진행할 것인지를 예상해볼 수 있다. 작용기에는 다양한 종류가 존재한다. 이 중에서도 고분자 물질을 만들 때 필요한 주요한 반응기에 대해서 살펴보자.

출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
기체 상수의 결정
Ⅱ. Purpose
MnO2의 촉매 하에 KClO3의 열분해 반응 진행 후 얻은 O2 기체 부피를 계산하여 기체상수 값을 결정한다.
Ⅲ. Theory
1. 실험 원리
〖2KClO〗_3 (s) →┴(〖MnO〗_2 (∆)) 2 KCl(s)+ 〖3O〗_2 (g)
기체의 양, 부피, 온도, 압력 간의 상관 관계는 기체 상태 방정식으로 정의될 수 있다. 기체 대부분은 압력이 낮고 온도가 높은 상태에서 이상 기체 상태 방정식을 만족한다 할 수 있다. 이상 기체 상태 방정식에서의 R은 기본 상수인 ‘기체 상수’이다. 본 실험은 산소 기체의 부피, 압력,몰수, 온도를 측정해 기체 상수를 결정하는 것을 목표로 한다. 위 반응식을 보면 KClO3 가열 시 산소가 발생하고 KCl 고체가 생성된다. MnO2는 KClO3 분해 반응의 촉매 역할을 해 산소의 생성 속도를 높이는 역할을 한다.
촉매는 일반적으로 화학 반응에서 그 자체로 변하지 않은 채로 반응 속도를 높인다. 즉 평형 상수에는 영향을 미치지 않지만, 반응 속도를 바꾸는 것은 모두 촉매이다. 촉매는 소량만 존재해도 지속적으로 반응 속도에 영향을 줄 수 있다.
실험에서 진행되는 반응에 의해 생성된 산소의 부피는 기체 발생 장치에서 밀려서 나간 물의 부피를 통해 계산 가능하다. 하지만 시약병 위편에는 수증기 또한 포함되어 있기에 산소의 압력을 정확히 하기 위해서는 수증기 부분 압력을 보정해야 한다. 한편, NaHCO3를 가열하면 이산화탄소가 생성되고 NaOH 고체가 만들어진다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
카페인의 추출과 분리
Ⅱ. Purpose
혼합물의 분리와 정제에 사용되는 추출(Extraction)법을 이용하여 홍차 잎에서 카페인을 추출한다.
Ⅲ. Theory
1. 물질의 구분
세상에는 다양한 종류의 물질이 있다. 물질마다 각각의 특성과 성질이 존재한다. 하지만 물질 구성을 기준으로 이러한 물질들을 분류한다면 공통적 특성을 가지는 물질들로 분류가 가능하다. 어떠한 기준을 먼저 세우느냐에 따라 구분이 달라질 수 있다.
먼저 물질 조성의 변화 여부 기준으로 분류하면, 혼합물, 순물질로 분류가 가능하다. 조성이 변할 수 있으면 혼합물로, 없다면 순물질로 구분할 수 있다. 또한 혼합물도 그 구성이 균일한지의 여부를 기준으로 다시 분류 가능하다. 혼합물이더라도 그 구성이 균일하다면 균일 혼합물 또는 용액이라 한다. 그리고 구성이 불균일하다면 이를 불균일 혼합물이라 한다. 또한 순물질도 다시 분류가 가능하다. 더 간단한 순물질로 분류하면 화합물이라고 하고, 그렇지 못한 물질을 원소라고 한다.
2. 혼합물의 분리 (정제)
본 실험에서 주로 다룰 물질은 혼합물이고 혼합물은 혼합물을 구성하는 성분들의 물리적 또는 화학적 특징을 활용하면 각 성분을 분리 가능하다. 혼합물 분리에는 여러 가지 방법이 있다. 우선, 각 성분 물질의 끓는점 차이를 활용하는 증류(distillation)가 있고, 각 구성 성분이 특정 용매에 대해서 용해도가 다르고, 특정 물질 속에서 이동하는 속도가 다른 것을 활용해 혼합물을 분류하는 크로마토그래피(chromatography)법이 있다. 본 실험에서는 이 2가지 방법이 아닌 다른 방법을 사용한다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
불꽃 실험

Ⅱ. Purpose
불꽃 실험을 통해 금속 이온의 불꽃 색을 확인한다. 금속 이온의 원자 구조와 원자 스펙트럼을 이해한다.

Ⅲ. Theory
1. 보어의 원자 모형
보어의 원자 모형에서는 원자 안에서 전자기파를 방출하지 않은 채 전자가 회전할 수 있는 안정 궤도가 있다고 가정한다. 특정 에너지를 지닌 몇 가지의 원 모양 궤도를 따라서 전자가 도는데, 이 궤도를 바로 전자 껍질이라고 한다. 전자 껍질은 핵에서 가까운 순으로 K, L, M, N..이라 하고 n 은 주양자수를 뜻한다. 아래는 보어의 가설이다.
– 보어의 가설
① 수소 원자는 원자핵과 핵 주위를 운동하는 하나의 전자로 이루어진다.
② 전자는 정해진 특정 에너지 상태에서만 존재한다.
③ 원 궤도를 운동하는 전자는 에너지를 흡수 또는 방출하지 않는다.
④ 전자가 궤도 사이를 이동할 때는 두 궤도 간의 에너지 차(∆E=E2 – E1)만큼의 에너지를 흡수, 방출한다.
– 원자의 바닥 상태와 들뜬 상태
정상 수소 원자에서의 전자는 n=1에 해당하는 바닥 상태(ground state)에 존재한다. 전자가 들뜬 상태로 가기에 충분한 에너지를 흡수하게 되면 전자는 현 상태보다 더 높은 상태인 들뜬 상태(excited state)로 전이한다.
– 양자화
양자화는 전자들이 핵으로부터 일정하고 불연속적 거리에 존재하는 것을 말한다. E = hν 인데, ν는 자연수이므로 빛 에너지는 플랑크 상수의 정수 배의 값을 갖는다. 이처럼 불연속적 값만을 가지는 현상을 ‘양자화’ 라고 한다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
엔탈피 측정
Ⅱ. Purpose
산 염기 중화 반응을 통해 엔탈피가 상태함수임을 확인한다.
Ⅲ. Theory
1. 계(system)와 주위(surroundings)
관찰하려는 반응이 일어나는 공간을 계(system)라고 하고, 우주에서 계를 뺀 나머지를 주위(surroundings)라 한다. 계는 에너지와 물질의 이동 여부에 따라 3가지로 나뉜다. 열린계(open system)는 계에 존재하는 물질과 에너지가 주위와 교환이 가능한 것을 뜻한다. 물을 끓이는 뚜껑이 없는 냄비를 예시로 들 수 있겠다. 고립계(isolated system)는 계의 물질과 에너지가 전부 주위로 갈 수가 없는 상태에 놓인 것을 뜻한다. 닫힌계(closed system)는 물질이 주위로 이동할 수는 없지만, 에너지는 이동이 가능한 계를 뜻한다. 닫힌계(closed system)를 설정하기 위해 부피와 압력 중에서 하나를 고정하는 방식을 택한다. 실린더를 사용하면 압력을 대기압으로 설정할 수 있고, 강철 용기를 사용하면 부피를 강철용기의 부피로 설정할 수 있다.
2. 내부에너지(internal energy)
(1) 내부에너지란
내부에너지(internal energy)는 계를 구성하는 물질들의 퍼텐셜 에너지와 운동에너지를 더해준 값이다. 에너지이기 때문에 그 값을 쉽게 측정할 수 있을 것이라 생각되지만, 내부에너지는 에너지 수치를 절대적으로 측정이 불가능하며, 계의 에너지 변화량에 대해서만 논의가 가능하다. 반응한 후의 에너지를 Efinal, 반응하기 전의 에너지를 Einitial이라 할 때, 에너지 변화량 ΔE는 Efinal – Einitial이라 표현할 수 있다. 에너지의 변화량을 구해줄 때 단위, 숫자, 부호를 사용한다. 단위와 숫자는 단순하게 에너지 변화량의 절대적 크기를 논할 때 사용된다. 반면 부호는 에너지가 어떤 방향으로 가는지를 알려준다. ΔE>0 라면, Efinal>Einitial임을 의미한다. 즉, 에너지가 주위에서 계로의 이동을 의미하고 해당 반응을 흡열반응(Endothermic process)이라 한다. 한편, ΔE<0 이면 Efinal출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
비누 만들기
Ⅱ. Purpose
식물성, 동물성 기름을 사용해 비누 만들기
Ⅲ. Theory
1. 결합의 극성여부 및 분자의 극성
(1) 극성결합과 비극성결합
원소는 각각의 양성자 값을 고유하게 갖는다. 이는 원소가 중성 상태에 있을 때의 전자 수를 뜻한다. 이러한 원소들이 서로 결합 시, 양성자 수가 차이 나면 자의 전자구름이 한쪽으로 치우치는 현상이 생긴다. 즉, 서로 다른 원자가 서로 결합할 때의 그 결합을 ‘극성 결합’ 이라 한다. 결합을 구성하는 원자들 사이의 전기음성도 차이가 클수록 전자의 쏠림 현상은 더욱 크게 나타난다. 하지만, 동일한 원자끼리 결합할 때는 전기음성도 차이가 존재하지 않기에 전자구름의 쏠림 현상도 일어나지 않는다. 이러한 결합을 비극성 결합이라 한다.
(2) 극성 분자와 비극성 분자
극성 결합이 존재한다면 그 분자는 무조건 극성이라 오해할 수 있지만, 그렇지 않은 경우도 존재한다. 결합의 종류뿐만 아니라 분자 구조에 따라서도 그 분자의 극성은 결정될 수 있다. 중심 원자를 기준으로 대칭 구조를 가지지 못한 분자들은 그 결합 종류와 상관없이 극성을 띨 수 있다. 이러한 분자들을 극성 분자라 한다. 반면, 어떤 분자들은 극성 결합으로 이루어졌지만 대칭적 구조 때문에 전자들의 쏠림이 대칭을 이루게 된다. 결국, 전체적으로 보았을 때 극성을 띠지 않기에 비극성 분자라 부른다. 액체상의 물질들을 섞을 때는 같은 극성의 성질을 가지는 물질끼리 잘 섞인다. 비극성인 유지 물질이 극성인 물과는 섞이지 않는 이유가 바로 이것 때문이다. 하지만, 실험 상 또는 실생활에서는 필요에 따라 이 두 가지 물질을 섞어야 하는 때가 존재한다. 이를 위해서 만들어진 것이 바로 계면활성제다.
2. 계면활성제
(1) 친수성과 소수성
계면활성제를 이해하기 전에, 친수성 그리고 소수성에 대해 알아보자. 탄소, 수소로 이루어진 알킬기와 같이 탄화 수소는 탄소 원자들이 사슬모양을 이룬다. 이러한 물질들은 비극성을 띠므로 극성인 물과는 잘 섞이지 않는다. 이런 물질들이 바로 소수성(hydrophobic)을 띠는 분자이다. 이와 반대로 아미노기, 카복실기 등 극성의 물질들은 물과 잘 섞일 수 있다. 이러한 분 자들을 친수성(hydrophilic) 분자라고 한다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
생활 속의 산∙염기 분석

Ⅱ. Purpose
1. 산과 염기의 중화 반응을 이용해 산과 염기의 농도를 측정
2. 지시약의 변화를 관찰하여 종말점 결정

Ⅲ. Theory
1. 산과 염기의 정의
(1) 아레니우스 산과 염기
① 아레니우스 산: H+를 지니며, 수용액 상태서 H+이온 농도를 증가하게 하는 물질
② 아레니우스 염기: OH-를 지니며, 수용액 상태서 OH-이온 농도를 증가하게 하는 물질.
다만, 아레니우스 산-염기는 오로지 수용액 상태에서만 해석이 가능하다는 한계가 존재한다. 따라서 H+이온(양성자)의 이동에 초점을 맞춘 산-염기 개념이 새롭게 등장했다.

(2) 브뢴스테드-로우리 산과 염기
① 브뢴스테드-로우리 산: 양성자 주개
② 브뢴스테드-로우리 염기: 양성자 받개
브뢴스테드-로우리 산-염기 개념의 정립으로 인해, 수용액 상에서의 중화뿐만 아닌 물질 사이에서 발생하는 중화반응을 설명할 수 있었다. 또한, 같은 물질이 반응하는 물질에 따라 산과 염기 모두로 사용될 수 있음을 보였다. 하지만, 양성자의 이동이 존재하지 않더라도 중화반응을 진행하는 반응을 규정하기 위해서는 산-염기 개념이 새로이 필요했다. 이 개념은 산, 염기를 공유전자쌍을 사용해서 설명한다.

(3) 루이스 산과 염기
① 루이스 산: 공유전자쌍을 받는 물질
② 루이스 염기: 공유전자쌍을 제공하는 물질
루이스 산-염기 개념의 정의로 보다 넓은 범위의 중화 반응을 설명할 수 있다.

2. pH
(1) 물의 자동이온화 그리고 물의 이온 곱
물 분자는 물 분자끼리 양성자를 서로 주고 받기가 가능하다. 이것을 아래의 화학 반응식으로 표현 가능하다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
몰질량 측정
Ⅱ. Purpose
이상기체 상태방정식을 이용해서 쉽게 증발하는 기체의 몰질량을 측정한다.
Ⅲ. Theory
1. 압력(대기압)
1) 개념
기체 분자는 눈에 보이지 않지만 들어있는 공간의 벽면에 계속해서 부딪힌다. 이렇게 기체 분자가 벽면을 밀어내는 힘을 바로 압력(P)라고 한다. 압력은 기체 분자와 맞닿은 모든 면에 작용한다. 공식으로는 아래와 같이 표현할 수 있다.
P=F/A (F는 힘,A는 압력이 작용하는 면적)
압력은 전 지구로 공간을 확대하여도 적용할 수 있는 개념이다. 지구를 감싸는 대기도 중력의 영향을 받지만 중력의 영향보다 운동 에너지가 크기에 찌그러진 형태를 가지지는 않는다. 하지만, 중력 영향에 의해 대기 또한 지면에 대해서 압력을 지닌다. 이를 대기압이라 한다. 대기압은 1제곱 미터 당 작용하는 공기의 힘으로, 1 제곱 미터의 공기 질량은 약 10,000kg이므로 중력가속도 값이 g=9.8m/s2 임을 고려하면 아래와 같은 식을 구할 수 있다. 여기서 압력의 SI 표준단위는 Pa이므로 이를 이용해서 표현하자.
P=F/A=(10,000kg×9.8m/s^2)/(1m^2 )≈1×(〖10〗^5 N)/m^2 =1×〖10〗^5 Pa
그러나, 대기압은 항상 일정하지는 않다. 날씨나 위치에 따라서 대기압은 변할 수 있고, 중력가속도는 그 위치에 따라 달라지는데, 대기압을 결정하는 공기의 무게 역시 중력가속도의 영향을 받기 때문에 일어나는 현상이다. 일반적으로 고도가 높을수록 중력가속도가 작아지므로 대기압이 낮다.
2) 측정
공기에 무게가 없다고 생각되던 시절에 토리첼리는 대기압 측정이 가능한 기구를 설계하였다. 수은을 활용한 해당 기구는 수은이 가하는 압력과 그 환경에서의 대기압이 평형을 이루면, 수은기둥이 움직이지 않고 정지한 현상을 이용하였다. 단위를 이용하여 표현하면 아래와 같다.
1 atm = 760mmHg = 760torr = 1.01352 × 10^5Pa

출처 : 해피캠퍼스

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
아보가드로 수의 결정
Ⅱ. Purpose
물 위에 생기는 기름막을 이용해 몰 단위인 아보가드로 수를 결정한다.
Ⅲ. Theory
1. 극성과 용해도
극성과 용해도 사이의 관계를 설명하기 위해 엔탈피 변화에 대해 살펴보자. 용해 현상은 크게 3단계를 거쳐서 일어난다. ① 용질이 각각 분자로 분리된다. 이 과정에서 생기는 엔탈피 변화량을 〖∆H〗_1이라 하자. ② 용매가 용질이 스며들어올 수 있게 충분한 거리로 벌어진다. 이 과정에서 생기는 엔탈피 변화량을 〖∆H〗_2라 하자. ③ 용매와 용질이 상호작용을 해서 용액이 형성된다. 이때 생기는 엔탈피 변화량을 〖∆H〗_3라고 하자. 앞선 전 과정에서 변화된 에너지로 인해 형성된 엔탈피 수치변화를 용해열이라고 한다. 이는 〖∆H〗_용해=〖∆H〗_1+〖∆H〗_2+〖∆H〗_3와 같다. 보통의 경우에는 과정 ①와 ②는 무질서도가 증가하기에 흡열 과정이고 이는 엔탈피 변화량이 양의 값이다. 반면 과정 ③은 용질과 용매가 상호작용을 통해 안정화되는 과정이기 때문에 엔탈피 변화 부호는 음의 값을 가진다. 만약 용매와 용질의 극성 여부가 같다면 쌍극자 쌍극자 힘 또는 분산력 때문에 |〖∆H〗_3 | 값이 비교적 커지게 되어 〖∆H〗_용해의 값이 감소해서 용액 형성이 쉬운 환경이 생성된다. 하지만, 용매와 용질의 극성이 다르다면 과정 ③에서 작용하는 분자간 힘의 영향력이 감소하므로 |〖∆H〗_3 |의 값이 매우 작아져 〖∆H〗_용해의 값이 증가하게 되어 용해가 쉽게 되지 않는다. 이를 정리해서 아래의 표로 정리할 수 있다.

2. 스테아르 산의 단분자층 형성
Theory 1을 통해, 어떤 용매에 대해서 같은 극성 혹은 무극성을 띠는 물질끼리 잘 용해되는 것을 알 수 있었다. 하지만 한 물질에는 극성을 띠는 부분과 그렇지 않은 부분이 동시에 존재한다. 이런 물질을 계면활성제라고 부른다. 계면활성제는 물에 잘 용해되지 않는 화합물을 물에 잘 섞이게 해주는 기능을 가진다. 물에 계면활성제를 풀면 극성을 띠는 부위는 수면에 가까워진다(친수성 부위). 또한 극성을 띠지 않는 부위는 수면으로부터 멀리 떨어진다(소수성 부위). 이런 현상을 보이는 물질에는 세제, 인지질 등이 있다. 본 실험에서 사용되는 스테아르 산 또한 계면활성제 중 하나이다.

출처 : 해피캠퍼스