소개글
"extraction: acid-base properties"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 추출의 원리와 방법
1.2. 혼합물 분리의 목적과 필요성
2. 여과
2.1. 여과의 개념
2.2. 여과의 분류
3. 추출
3.1. 액체-액체 추출의 원리
3.1.1. 분배계수
3.1.2. Salting-out effect
3.1.3. 이상적인 추출 solvent의 조건
3.2. 실험 기구
3.2.1. 분별깔때기 사용시 주의사항
3.3. 화학적 활성용매에 의한 추출
3.3.1. 용액에서 유기산의 분리
3.3.2. 용액에서 유기염기의 분리
4. 재결정
4.1. 재결정의 정의
4.2. 용매의 재결정에 필요한 단계
4.3. 용매 선택
4.4. 재결정 과정
5. 결론
6. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 추출의 원리와 방법
추출이란 액체용매를 사용하여 고체 또는 액체상의 다량의 물질로부터 특정한 물질을 분리하는 방법이다. 추출의 방식은 상에 따라 달라지며, 일반적으로 액체에서 추출하는 경우에는 분별깔때기를 사용하고 용매로는 물, 알코올, 에테르, 벤젠 등을 사용한다. 용해도는 일정한 온도에서 용매 100g에 녹을 수 있는 용질의 최대량을 나타내며, 공통이온효과는 두 개의 용질이 공통된 이온을 가지고 있을 때 나타나는 현상으로 르샤틀리에 원리에 의해 약산이나 약염기의 이온화를 약화시킬 수 있다.
분별깔때기는 섞이지 않는 두 용매를 분리하고, 이를 통해 얻은 물질은 용매를 증발시켜 최종적으로 원하는 물질을 얻을 수 있다. 추출에 사용되는 용매는 유기물질을 잘 용해시키고, 끓는점이 낮으면서 비중이 작아 물과 잘 분리될 수 있는 용매가 좋으며, 선택성이 크고 분배계수가 크며 용매의 회수성이 좋아야 한다.
분배계수는 시료 분자의 정지상과 이동상의 분배비를 나타내며, 용질분자와 고정상을 이루는 물질 사이의 상호작용력과 각각의 용질이 이동상에 대해 서로 다른 용해도를 지니기 때문에 서로 다른 분배계수를 가진다.
산-염기 추출은 양이온, 음이온과 달리 중성분자는 수용성이 덜하기 때문에, 유기염기와 산의 혼합물에 산을 첨가하면 산이 하전되지 않은 상태로 남아있지만 염기는 양성자화 되어 염을 형성한다. 반대로 유기산과 염기의 혼합물에 염기를 첨가하면, 염기는 하전되지 않은 상태로 남아있는 반면, 산은 탈양성자화되어 염을 생성한다. 또한 추출 과정에서 분별깔때기를 사용할 때는 내부에서 열이 발생하여 끓기 때문에 주의해야 하며, anhydrous sodium sulfate를 사용하여 물을 제거한다.
Brine은 포화 NaCl 수용액으로 염석효과에 의해 유기층의 불순물을 제거하는데 사용된다. 높은 전자밀도를 가지는 anion들이 전자반발을 증가시키기 때문에 유기층에 product가 많이 빠져나오도록 한다.
따라서 추출의 원리와 방법은 용매의 선택, 분배계수, 산-염기 특성, 염석효과 등을 고려하여 원하는 물질을 효과적으로 분리할 수 있게 해준다.
1.2. 혼합물 분리의 목적과 필요성
혼합물 분리의 목적과 필요성이다. 혼합물로부터 특정 물질을 분리하는 것은 순수한 물질을 얻기 위해 필요하다. 예를 들어 의약품, 화학제품, 연료 등을 생산할 때 순수한 물질이 필요하다. 또한 환경오염 물질을 제거하거나 천연물질을 정제하는 등 분리 과정이 필요하다. 이러한 분리 과정을 통해 물질의 순도를 높이고 불순물을 제거할 수 있다. 따라서 혼합물 분리는 순수한 물질을 얻기 위한 필수적인 과정이라고 할 수 있다.
2. 여과
2.1. 여과의 개념
여과는 유체를 여과매체(filtering medium)에 통과시켜서 세공보다 큰 입자가 막 위에 퇴적되게 함으로써 유체로부터 고체입자를 분리하는 것이다. 유체는 액체나 기체일 수 있으며, 여과 대상은 유체나 고체 또는 둘 다가 될 수 있다. 여과속도를 개선하기 위하여 가열 또는 재결정화의 전처리를 거치거나 셀룰로오스, 규조토와 같은 "여과 조제" (filter aid)를 첨가하여 공급물을 예비 처리하는 경우도 많다. 유체는 여과매체 전후에서의 압력차에 의해서 매체를 통하여 흐르게 된다. 따라서 여과기는 여과매체 상류의 압력을 대기압보다 높게 하여 조작하는 것과 하류를 감압하여 조작하는 것으로 분류하기도 한다. 대기압보다 높은 압력을 얻기 위해서 유체에 중력, 펌프나 송풍기, 원심력을 가하기도 한다. 중력 여과기(gravity filter)는 아주 거대한 결정을 용액으로부터 분리하거나, 음료수의 청정화, 폐수처리 등에 한하여 이용된다. 공업적 여과는 대개 가압 여과기(pressure filter)나 감압(진공) 여과기(vacuum filter)이다. 또 퇴적 고체의 배출이 연속적인가 간헐적인가에 따라서 연속 또는 비연속 여과기로 구분한다. 비연속 여과기(discontinuous filter)는 조작주기 동안은 연속적이지만 축적된 고체를 배출하기 위해서는 주기적으로 조업을 중단시켜야 한다.
2.2. 여과의 분류
여과는 유체를 여과매체(filtering medium)에 통과시켜서 세공보다 큰 입자가 막 위에 퇴적되게 함으로써 유체로부터 고체입자를 분리하는 것이다. 유체는 액체나 기체일 수 있으며, 여과 대상은 유체나 고체 또는 둘 다가 될 수 있다. 여과속도를 개선하기 위하여 가열 또는 재결정화의 전처리를 거치거나 셀룰로오...
참고 자료
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화학물질안전원 화학물질종합정보시스템(https://icis.me.go.kr/main.do)
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https://safety.skku.edu/ - MSDS
Stergiou AD, Broadhurst DH, Symes MD. Highly Selective Electrocatalytic Reduction of Substituted Nitrobenzenes to Their Aniline Derivatives Using a Polyoxometalate Redox Mediator. ACS Org Inorg Au. 2022 Nov 21;3(1):51-58. doi: 10.1021/acsorginorgau.2c00047. PMID: 36748077; PMCID: PMC9896480.
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John McMurry. Organic Chemistry 9th. 2015 Mar 25. ISBN-13: 978-130508048
Malcolm P. Stevens. Polymer Chemistry - An Introduction. 2009. ISBN: 978-0195392098
