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1. 서론
화학 실험을 통해 다양한 수화물의 성질을 확인하고 특정 화합물의 합성 및 재결정 과정을 탐구하는 것이 이 실험의 목적이다. 수화물은 고체 구조에 물 분자를 포함하는 이온성 화합물로, 가열이나 증류수 첨가 시 수화 상태의 변화를 보인다. 특히 Potassium tris(oxalato)ferrate(III) 화합물의 합성과 재결정 과정을 통해 화학 반응의 메커니즘과 결정 성장 원리를 이해할 수 있다. 이러한 실험을 통해 화학 물질의 성질과 구조, 합성 및 정제 과정에 대한 지식을 얻을 수 있다.
2. 이론적 배경
2.1. 수화물의 개념과 특성
수화물(hydrate)은 고체 구조에 물 분자를 포함하는 이온성 화합물이다. 대부분의 수화물은 상온에서 안정한 상태를 유지한다. 수화물에서 화합물에 더 이상 물 분자가 포함되어 있지 않은 경우를 무수(anhydrous)라고 한다. 수화물과 그에 해당하는 무수 화합물은 종종 물리적 성질과 화학적 성질이 다르게 나타난다.
일부 수화물에서는 대기 중에 놓아두었을 때 물을 잃어버리는 풍해(efflorescence) 현상이 발생한다. 반면에, 조해(deliquescence) 현상은 공기 중의 수분을 아주 많이 흡수하여 용해되는 반대의 성질을 말한다. 이와 같은 수화물의 특성은 수분 함량에 따라 물리적 상태가 달라지는 것을 의미한다.
수화물에서 결정 구조 내부에 일정량의 물 분자가 포함되어 있는 경우, 그 물 분자를 결정수(crystal water)라고 한다. 수화물의 화학식에서는 화합물의 화학식 뒤에 물 분자의 개수를 표기한다. 예를 들어 CuSO4·5H2O와 같이 표기한다.
2.2. 재결정의 원리
재결정의 원리는 용해도의 차이를 이용해 순수한 결정을 얻는 방법이다. 원리는 다음과 같다. 고체 물질을 적당한 용매에 가열하여 용해시키고 이를 서서히 냉각하면, 용질의...
