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1. 실험: Dibenzalacetone 합성 (Aldol Reaction)
1.1. 실험 목적
Aldol 반응은 aldehyde나 ketone의 alpha-carbon과 carbonyl carbon을 연결하는 반응으로 더 큰 물질을 만들 수 있는 좋은 방법이다. 이번 실험에서는 benzaldehyde와 acetone의 알돌 축합 반응을 통해 dibenzalacetone을 합성하고, 이 과정에서 알돌 반응(Aldol reaction)에 대해 이해하는 것이 실험의 목적이다.
알돌 반응은 일상생활에서 흔히 사용되는 자외선 차단제(선크림)에 포함된 dibenzalacetone을 제조할 수 있는 방법으로, 이를 통해 실용적인 응용 가치를 확인할 수 있다. 또한 알돌 반응의 메커니즘과 반응 과정을 실험적으로 관찰하고 이해함으로써 유기화학 반응에 대한 전반적인 지식을 얻을 수 있다.
1.2. 시약 및 기구
실험에 사용한 시약 및 기구는 다음과 같다"
증류수, 감압여과기(뷰흐너깔때기, 가지달린플라스크), stirring bar, 자석교반기, 100mL 둥근 바닥 플라스크, Acetone, Benzaldehyde, NaOH, ethanol이 사용되었다"
Acetone은 탄소, 수소, 산소로 이루어진 극성 물질로, 오일, 왁스, 고무, 플라스틱 등의 생산에 많이 사용되며 가정에서는 매니큐어 제거제로 사용되는 화학 제품의 원료이다"
Benzaldehyde는 방향족 알데하이드 중 가장 간단한 것으로 특수한 향내가 나는 무색의 액체이며, 공기 중에서 쉽게 산화하여 벤조산이 되므로 보존에 주의가 필요하다" 향료로서 많이 사용된다"
NaOH는 흰색, 윤기나는 결정으로, 화학 공업 전반에 걸쳐 사용되며 실험실에서는 분석 시약, 건조제, 이산화탄소 흡수제로 사용된다"
Ethanol은 투명한 무색의 액체로 특유의 냄새와 자극적인 맛이 있으며, 만성중독증상으로서 정신이상을 가져올 수 있다"
1.3. 이론적 배경
1.3.1. 화학평형
화학평형은 정반응과 역반응이 같은 속도로 진행할 때 발생하며 겉보기에 화학 반응이 일어나지 않는 것처럼 보이는 상태이다. 평형에서는 반응물과 생성물의 농도 변화가 더 이상 없고, 평형이 일어나기 위해서는 반응물이나 생성물이 반응계로부터 빠져나가면 안 된다. 또한 평형에서 농도 항 간의 특정 비율은 상수이다.
예를 들어, A + B ⇌ C + D와 같은 가역 반응에서, A와 B가 C와 D로 반응하는 순간에는 정반응이 일어나고, C와 D가 A와 B로 반응하는 순간에는 역반응이 일어난다. 이때 정반응 속도와 역반응 속도가 같아지는 지점에서 화학평형이 성립한다. 평형상태에서는 정반응과 역반응의 속도는 같지만, 반응물과 생성물의 농도는 상수비로 유지된다.
화학평형에 영향을 미치는 요인으로는 온도, 압력, 농도 등이 있다. 이러한 요인들을 변화시키면 평형 상태가 새로운 상태로 바뀌게 되는데, 이를 르샤틀리에의 원리라고 한다. 즉, 평형 상태에 변화를 가하면 새로운 평형을 이루기 위해 반대 방향으로 변화가 일어난다는 것이다.
따라서 화학평형은 정반응과 역반응이 지속적으로 일어나면...
