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NaOH 수산화나트륨 제조

1. Title수산화나트륨의 제조2. Theory㉠ 수산화나트륨(NaOH)수산화나트륨의 분자량은 39.997g/mol이다. 순수한 것은 무색의 투명한 결정이지만, 보통은 약간 불투명한 흰색 고체다. 탄산나트륨 등의 불순물을 함유하고 있다. 상온에서는 사방정계(斜方晶系)이다. 완전히 탈수시킨 수산화나트륨의 녹는점은 328℃이지만, 보통은 약간의 수분이 들어 있어 318.4℃이다. 끓는점 1,390℃, 비중 2.13이다.조해성(潮解性)이 강하여 공기중에 방치하면, 습기와 이산화탄소를 흡수한다. 그러면 탄산나트륨이 되어, 결정을 석출한다. 물에 잘 녹으며, 그때 다량의 열을 발생한다. 수용액은 강한 알칼리성이며, 용해도는 물 100g에 대하여 0℃에서 42g, 100℃에서 347g이다. 알코올이나 글리세롤에는 잘 녹지만, 에테르나 아세톤에는 녹지 않는다. 강하게 가열해도 산화물과 물로 분해하지 않는다. 그러나 쉽게 융해하여 금·백금·규산 등을 침식하므로, 융해 수산화나트륨은 은·니켈 등의 용기를 써서 취급해야 한다.㉡ 탄산나트륨(Na2CO3)무수물(無水物)은 소다회, 10수화물은 세탁소다·결정소다라고도 한다. 무수물은 백색 분말로, 흡습성이 강하다. 일반적으로는 1수화물·7수화물·10수화물이 알려져 있다. 100g의 물에 0℃에서 7.1g, 100℃에서 45.5g 용해한다. 알코올·에테르 등에는 녹지 않는다. 수용액은 분해하여 알칼리성을 나타낸다. 염산이나 황산 등의 강산에 가하면 이산화탄소를 발생한다.㉢ 수산화칼슘(Ca(OH)2)수산화칼슘은 수산화기를 포함하고 있는 염기성 물질로 수산화칼슘 한 분자당 2개의 수산화기를 가지고 있고, 1L의 물에 0.82g 정도만 녹는 정도로 물에 잘 녹지는 않지만 이온화도(해리성)는 높다는 특성이 있다. 때문에 일단 물에 녹은 수산화칼슘은 pH 12.5 정도의 강한 염기성을 나타낸다.㉣ 탄산칼슘(CaCO3)자연계에 존재하는 염 중에서 가장 많다. 그 형태도 여러 가지이며, 대리석 ·방해석 ·선석(霰石) ·석회석 ·백악 ·빙주석(氷洲石) ·조개껍질 ·달걀껍질 ·산호 등으로서 존재한다. 일반적으로 무색의 결정 또는 백색 고체로, 비중 2.93이며, 825 ℃에서 분해한다. 가열하면 이산화탄소를 발생하고 생석회를 얻는다.㉤ 반응식Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3↓분자량10674.140100.1반응량10.6g+7.41g=8g+10.01g3. Experiment Method㉠ 탄산나트륨 10.6g을 물 100ml에 용해시켜 0.1M 탄산나트륨 수용액을 제조했다.㉡ 수산화칼슘 7.41g을 물 100ml에 용해시켜 0.1M 수산화칼슘 수용액을 제조했다.㉢ 위의 두 가지 용액을 교반하고 탄산칼슘이 침전되면 감압여과했다.

공학/기술| 2010.05.15| 2페이지| 1,000원| 조회(1,352)

제조, naoh, 수산화나트륨, 조해성

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NH3 암모니아 제조

1. Title암모니아의 제조2. Theory㉠암모니아NH3의 화학식을 갖는 암모니아는 질소원자를 포함하는 화합물로, 식물체에 대한 질소공급원으로 매우 유용하게 쓰이고 있는 물질이다. 식물체는 토양과 공기 중으로부터 재료들을 흡수하고, 흡수한 재료들을 이용해 필요한 유기물을 합성하는데, 단백질을 합성하는 데에 질소가 꼭 필요하다. 식물은 보통 토양으로부터 질소를 흡수하는데, 토양이 척박해지면서 질소가 부족한 경우가 많았다. 그래서 공업적으로 질소를 수소와 반응시켜 암모니아로 만들고 이를 이용해 비료를 만들 수 있었다. 암모니아를 대량으로 만드는 과정은 하버-보슈에 의해 발달했다. 암모니아는 이렇게 우리 생활에 유용하게 사용되는 물질이다.㉡염화암모늄북정사(北庭砂)라고도 한다. 공업적으로는 염안(鹽安)이라고도 하고, 예전에는 노사(鹵砂)라고 하였다. 화학식 NH4Cl. 보통은 무색의 정육면체 결정으로, 분자량 53.50, 비중 1.53(17℃)이다.고체를 가열하면 융해하지 않고 337.8℃에서 승화하여 기체로 되나, 기체 속에서는 분해하여 염화수소 HCl과 암모니아 NH3로 되어 있다. 약간 흡습성이 있고, 물에는 잘 녹는다. 용해도는 물 100g에 29.4g(0℃), 77.3g(100℃)이다. 메탄올·에탄올에도 녹으나, 아세톤·에테르·아세트산에틸에는 잘 녹지 않는다.실험실에서는 암모니아와 염산의 중화(中和), 황화암모늄과 식염의 복분해 등에 의해서 얻을 수 있다. 건전지의 전기분해 페이스트의 원료, 납땜의 용융제, 아연도금, 가죽의 무두질, 화약, 염색 등에 사용되고, 또 분석시약·의약품·비료로도 중요하다.㉢수산화칼륨사방정계의 백색 결정으로 녹는점 360.4℃, 끓는점 1,320℃, 비중 2.055이다. 조해성이므로, 공기 중에 두면 물을 흡수하여 녹고 이산화탄소를 흡수하여 탄산칼륨이 된다. 물에는 발열하면서 잘 녹고, 수용액은 알칼리성을 나타낸다. 용해도는 물 100g에 대하여 0℃에서 97g, 100℃에서 178g이다. 알코올·글리세롤 등에도 녹는다.화학적 성질은 수산화나트륨과 거의 같으나 부식성이 더 강하고, 이산화탄소를 흡수하는 힘도 수산화나트륨보다 강하며, 또한 이 때 생기는 탄산칼륨은 탄산나트륨보다 침전이 덜 생기므로 실험실에서 이산화탄소를 흡수시키는 데도 쓰인다.㉣염화칼슘화학식은 CaCl2이다. 복염(複鹽)으로서 타키하이드라이트 등의 광물로서 산출되며 바닷물 속에 0.15% 함유되어 있다. 무수물은 조해성이 있는 사방정계의 백색 결정으로 약간 비틀어진 루틸구조를 하고 있다. 화학식량은 111.0, 녹는점은 772℃, 끓는점은 , 1935℃(anhydrous), 비중은 2.15이다. 물에 대한 용해도, 즉 물 100g에 최대로 녹는 염화칼슘의 g수는 74.5g(20℃)으로 상당히 높은 편이며 알코올, 아세톤에도 잘 녹는다.㉤반응식분자량:반응량:3. Experiment Method실험에 필요한 기구 및 시약 : 염화암모늄, 수산화칼륨, 저울, 비커, 후드㉠ 염화암모늄 10.7g을 물 100ml에 용해하여 0.2M의 염화암모늄 수용액을 제조했다.㉡ 수산화칼륨 11.2g을 물 100ml에 용해하여 0.2M의 수산화칼륨 수용액을 제조했다.㉢ 위의 두 용액을 교반했다.㉣ 발생하는 암모니아가 후각을 자극하므로 후드에서 진행했다.㉤ 남은 염화칼륨 수용액의 질량을 측정해서 암모니아의 발생량을 계산했다.

공학/기술| 2010.05.15| 2페이지| 1,000원| 조회(777)

암모니아, 제조, NH3, 염화암모늄

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Na2SO4 황산나트륨 제조

1. TitleNa2SO4의 제조2. Theory㉠ 황산나트륨화학식 Na2SO4. 무수물은 무색 결정으로 분자량 142.02, 비중 2.698이다. 100g의 물에는 0℃에서 5g, 100℃에서 42g 녹으며, 알코올에는 녹지 않는다. 습한 공기 중에 방치하면 수분을 흡수하여 10수화물로 변한다. 10수화물 Na2SO4·10H2O는 비중 1.464이다. 건조한 공기 중에서는 풍해하여 무수물이 된다. 32.4℃로 가열하면 결정수에 녹아서 융해하고, 100℃로 가열하면 무수물이 된다. 100g의 물에 15℃에서 36g, 34℃에서 412g 녹으며, 무수물과 마찬가지로 알코올에는 녹지 않는다. 7수화물 Na2SO4·7H2O는 과포화 상태의 용액을 5℃ 이하로 냉각하거나 알코올을 가하면 얻는다.비교적안정한 무색의 결정으로 100g의 물에 0℃에서 44.9g, 26℃에서 202.6g 녹는다. 10수화물은 망초(芒硝)·글라우버염(鹽) 등으로도 부른다. 황산나트륨은 천연으로는 무수물이 서부 아메리카·캐나다·중앙아시아·시베리아·북아프리카 등의 건조지대에서 널리 볼 수 있는 데나다이트(芒硝石)로 산출된다.실험실 등에서는 식염·수산화나트륨(가성소다)·탄산나트륨 등과 황산을 반응시켜 얻는데, 건조방법에 따라서 수화물 및 무수물로 된다. 공업적으로는 비스코스 인견(人絹) 제조 때에 사용되는 방사욕(紡絲浴:성분은 황산·황산아연·황산나트륨) 속의 황산나트륨을 4∼7℃로 냉각하여 결정을 석출시키고 분리·탈수하여 제품화한다. 이렇게 얻은 것을 인견결정망초(人絹結晶芒硝)라고 한다. 순도는 93∼95%이다. 무수물은 유리나 황화나트륨의 제조, 10수화물은 냉각제나 의약품으로 하제(下劑)에 사용된다.㉡ 수산화나트륨대표적인 강염기, 수산화나트륨. 수산화나트륨은 강염기의 대표적인 물질로 다른 물질을 잘 부식시키는 위험한 물질이다. 단백질도 가수분해하기 때문에 손으로 직접 만지는 것은 좋지 않다. 수산화나트륨은 고체 결정 상태이기 때문에 화학 반응시에는 주로 물에 녹여 수용액을 만들어 사용하는데, 이때 많은 열을 발생시키므로 주의해야 한다. 만들어진 수용액을 산성용액과 반응시킬 때에도 많은 열을 발생하므로 묽게 하여 사용해야 한다.조해성. 수산화나트륨의 또다른 대표적인 성질은 바로 조해성이다. 조해성이란 공기 중에서 수증기를 흡수해 스스로 녹는 성질을 말한다. 따라서 수산화나트륨의 무게를 잴 때에는 빠르게 측정해야 한다. 예를 들어, 실험을 하기 위해 수산화나트륨이 정확히 3g 필요하다고 하자. 시약병에서 수산화나트륨을 꺼내는 순간부터 이미 물을 흡수하기 시작하기 때문에 저울 위에 약포지를 올리고 수산화나트륨을 천천히 담게 되면 저울이 표시한 눈금은 3g이 되었어도, 실제 수산화나트륨의 양은 3g보다 적을 수 밖에 없다. 저울이 잰 무게에는 수산화나트륨이 흡수한 물의 무게도 포함되어 있기 때문이다.이뿐만 아니라 수산화나트륨은 이산화탄소를 흡수하기도 한다. 이산화탄소는 물에도 어느 정도 녹기 때문에, 수산화나트륨은 고체 상태일때나 수용액 상태일 때 모두 이산화탄소를 흡수할 수 있다. 이산화탄소를 흡수한 수산화나트륨은 탄산나트륨으로 변한다.수산화나트륨의 보관. 수산화나트륨은 매우 위험한 물질이며 조해성을 가지고 있기 때문에 공기와의 접촉을 최대한 피할 수 있도록 마개를 꼭 닫아 보관해야 한다.㉢ 황산H2SO4의 화학식을 갖는 무색의 비휘발성 액체로, 공업적으로 백금이나 오산화바나듐 촉매를 이용해 만든다. 물을 제외하고 가장 많이 제조되는 강산성의 화합물이다.황산은 흡습성이 강해 황산과 반응하지 않는 물질의 수분을 빼앗는 용도로 사용할 수 있다. 또 고온의 진한 황산은 산화력이 강해 구리나 은 등을 산화시킨다. 보통 98%의 황산을 포함하는 용액을 진한 황산이라 하는데, 이를 묽힐 때는 각별한 주의가 필요하다. 황산은 매우 강한 산이기 때문에 진한 황산에 물을 부으면 굉장한 열이 발생한다. 따라서 묽은 황산을 만들 때에는 물에 진한 황산을 조금씩 가하는 방법을 사용해야 한다. 황산은 공업적으로 백금이나 오산화바나듐 촉매를 이용해 만든다.

공학/기술| 2010.05.15| 2페이지| 1,000원| 조회(2,185)

제조, 수산화나트륨, Na2SO4, 황산나트륨

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MgCO3 탄산마그네슘 제조

1. TitleMgCO3의 제조2. Theory㉠ 황산마그네슘무수염 외에 많은 함수염이 있다. 보통 황산마그네슘이라고 할 때는 7수화염을 말하며, 이것을 에프솜염이라고 하고 천연산의 것은 특히 사리염(瀉利鹽)이라고 한다. 화학식 MgSO4.무수염은 백색의 결정상 분말로 녹는점 1,185℃, 비중 2.66이다. 100g의 물에 0℃에서 26.9g, 100℃에서 68.3g 녹으며, 알코올에는 조금 녹는다. 포화수용액으로부터 결정을 석출시킬 때의 온도에 따라 함수염의 상태가 달라진다.즉, －3.9℃에서 1.8℃까지는 2수화염, 1.8∼48.1℃에서는 7수화염, 48.1∼67.5℃에서는 6수화염, 그 이상의 온도에서는 1수화염을 얻는다. 천연으로는 키저라이트로 존재하며, 랭바이나이트·폴리할라이트·블뢰다이트 등 복염(複鹽)으로도 산출된다. 마그네슘의 산화물·수산화물·탄산염 등을 황산과 반응시켜, 그 용액을 증발·농축하여 결정을 석출시키면 얻을 수 있다.공업적으로는 키저라이트를 160℃ 이상으로 가열한 다음 물에 녹여 여과하고, 다시 농축하여 결정화시킨다. 또, 간수·천연함수(天然鹹水)·칼륨 공업폐수 처리액 등으로부터도 분별결정(分別結晶)에 의해서 얻는다. 무수염은 함수염을 적열(赤熱) 탈수하여 만든다.㉡ 탄산나트륨무수물(無水物)은 소다회, 10수화물은 세탁소다·결정소다라고도 한다. 화학식 Na2CO3. 무수물은 백색 분말로, 흡습성이 강하다. 일반적으로는 1수화물·7수화물·10수화물이 알려져 있다. 100g의 물에 0℃에서 7.1g, 100℃에서 45.5g 용해한다. 알코올·에테르 등에는 녹지 않는다. 수용액은 다음과 같이 분해하여 알칼리성을 나타낸다. Na2CO3＋H2O → NaOH＋NaHCO3 염산 HCl이나 황산 등의 강한 산에 가하면 이산화탄소 CO2를 발생한다.Na2CO3 ＋ 2HCl → 2NaCl ＋ H2O ＋ CO2↑공업적인 제조법으로는 암모니아-소다법(솔베이법)·르블랑소다법(르블랑법)·전해(電解)소다법(전해법)의 세 방법이 있는데, 현재는 암모니아-소다법이 주로 사용되고 있다. 암모니아소다법은 식염의 포화용액에 암모니아가스를 포화시키고, 여기에 이산화탄소를 통과시켜 탄산수소나트륨을 만들고, 이것을 가열하면 생긴다.르블랑법은 현재 거의 사용되지 않고 있지만, 식염과 황산을 반응시켜 얻는 황산나트륨을 탄소로 환원시켜서 이것과 탄산칼슘으로부터 얻는다. 또, 전해소다법은 식염수를 전기분해하여 수산화나트륨을 만들고, 이것에 탄산가스를 가해서 얻는다. 유리·비누·수산화나트륨·탄산수소나트륨 등의 제조원료로 사용되며, 알칼리로서 종이·펄프의 제조, 염료의 유기합성 등 여러 분야에서 사용된다.㉢ 탄산마그네슘화학식 MgCO3. 천연으로는 마그네사이트로서 산출된다. 또, 백운석(白雲石)은 탄산칼슘과의 복염 MgCO3·CaCO3이다. 무색의 결정 또는 분말로, 비중 3.073이다. 물에 약간 녹고, 이산화탄소 CO2를 함유하는 물에는 중탄산마그네슘 Mg(HCO3)2가 되어 녹는다. MgCO3＋CO2＋H2O → Mg(HCO3)2 또, 중탄산마그네슘을 생성할 때 탄산마그네슘의 일부분은 가수분해하여 수산화마그네슘을 생성하고, 전체적으로 4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O의 조성을 가지는 염기성 탄산마그네슘을 형성한다. 산에는 녹고,아세톤 ·암모니아에는 녹지 않는다. 무수물(無水物)과 1수화물·3수화물·5수화물이 알려져 있다.MgCO3＝MgO＋CO2 실험실에서는 마그네슘염에 탄산나트륨을 가하면 침전물로서 생긴다. 공업적으로는 바닷물 속에 있는 마그네슘염을 이용하는 방법이나, 암모니아법을 이용하여 3수화물을 만들고 이것을 이산화탄소의 기류 속에서 건조시키는 방법 등이 있다. 또, 수산화마그네슘·하소(?燒) 돌로마이트 소화물(消和物)의 서스펜션(현탁액)에 이산화탄소를 불어넣어도 생긴다. 마그네슘화합물의 제조원료로 쓰이며, 가황(加黃)고무 혼화제(混和劑)·치약·제산제·단열제·연마제 등으로 사용된다.

공학/기술| 2010.05.15| 2페이지| 1,000원| 조회(993)

제조, MgCO3, 탄산마그네슘, 함수염

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NaCl 염화나트륨 천일염 재결정

1. TitleNaCl의 재결정2. Theory㉠NaCl등축정계에 속하는 무색 결정녹는점 800.4℃끓는점1,400℃비중 2.16(20 ℃)보통 마그네슘 등의 염류를 함유하며 조해성이 있다100g의 물에 0℃에서 35.7g, 100℃에서 39.8g 녹는다.㉡천일염의 함유물질소금100g의 무기질소금100g의 음이온Mg(1.478mg)K(0.336mg)Ca(0.343mg)Li(0.008mg)SO42-(246.27mg)Br-(91.05mg)NO3-(4.11mg)㉢BaCl2분자량 208.23g/mol녹는점 962℃비중 3.86g/cm3에탄올·아세톤 등에는 녹지 않으나, 물에는 잘 녹아 26℃ 물 100ml에 37.5g이 녹는다.㉣Na2CO3녹는점 : 851℃100g의 물에 0℃에서 7.1g, 100℃에서 45.5g 용해한다.㉤재결정고체는 증류에 따라 높은 온도에서 용해도가 크고, 낮은 온도에서는 용해도가 작은 것이 있다. 이때는 그 고체를 높은 온도에서 포화용액을 만들고, 이것을 식혀주면 고체가 생기는데, 처음 고체 중에 포함되었던 불순물은 고체로 되지 않고 그대로 모액 중에남아 있게 된다. 불순물이 많을 때는 재결정을 여러 번 해야 순수하게 된다. 실제로 불순한 고체를 높은 온도에서 될 수 있는 한 소량의 용매에 녹이며, 용매로는 보통 물을 많이 쓴다. 이 용액을 물이나 얼음으로 식혀주면 결정이 석출되는데 이것을 걸러서 식혀야 할 때가 많다. 이럴 때 물질에 따라서는 거를 때 깔때기 다리에 벌써 결정이 석출되어 거를 수 없게 된다. 이때는 보온 깔때기를 사용하면 쉽게 거를 수가 있다. 용액을 급히 냉각시키면 작은 결정이 생기며, 서서히 냉각하면 큰 결정이 생긴다. 일반적으로 유기물일 때는 큰 결정일수록 순수하며, 결정이 작을수록 그 표면적이 크고 그 표면에 불순물이 많이 흡착되므로, 이것을 없애기 어렵다. 무기물일 때는 도리어 결정이 작을수록 순수하다. 무기물은 유기물같이 그렇게 잘 흡착되지 않으며, 또한 무기물의 큰 결정이 생길 때 그 속에 모액이 포함될 가능성이 많기 때문이다.㉥순수한 NaCl을 얻기 위한 불순물 제거 반응식3. Experiment Method실험에 필요한 시약 및 도구: 천일염, BaCl2, Na2CO3, 증류수, 저울, heater, 피펫, 비커,감압여과장치, 부흐너 깔때기, 건조기㉠천일염 10g을 저울로 달아서 취하고 물 30ml을 가하여 과포화 용액을 만든다.㉡10% BaCl2 용액을 제조한다㉢㉠용액에 BaCl2 용액을 3ml 가하고 water bath 위에서 조금 가열 후 여과한다.㉣25% Na2CO3 용액 제조한다.㉤㉢의 여과액에 Na2CO3 용액 1ml 가한후 감압여과한다.㉥여과액을 둘로 나눈 후 한쪽은 magnetic bar를 이용하여 교반한다.㉦둘로 나눈 용액을 건조시켜 무게를 측정한다.4. Result천일염10g 중 이론적 NaCl의 양=85g교반 2.69g 놔둔 것 6.22g합하여 실험으로 얻은 값=8.91gNaCl의 화학식량58.5g/mol58.5g:1mol=8.91:xx=58.5/8.91=6.56mol천일염 10g + 물 30g → ㉠용액㉠용액 + BaCl2 3ml → ㉢용액 + BaSO4↓천일염의 SO42- 제거㉢용액 + Na2CO3 1ml → ㉤용액 + MgCO3↓천일염의 Mg 제거㉤용액 : 순수한 NaCl용액 → 건조(물 증발)5. Remark이번 실험은 저번주에 이어 두 번이나 했지만, 역시나 만족스러운 결과는 나오지 않았습니다. 수율이 100%가 넘었기 때문이죠. 이렇게 된 원인으로는㉠천일염 용액의 양을 줄였으나 BaCl2과 Na2CO3는 양을 같이 줄이지 않아서㉡증류수가 아닌 수돗물을 써서 수돗물에 있는 미량의 Cl-이 관여해서㉢BaCl2의 Cl-이 천일염의 무기질과 반응하고 잔존해서㉣Na2CO3의 Na+이 천일염의 음이온과 반응하고 잔존해서를 꼽을 수 있습니다.그리고 이번 실험을 통해 실험방법대로 실험을 했지, 왜 실험방법이 그렇게 정해져있는지 알아볼 생각도 안해서 교수님의 따끔한 지도를 받았습니다. 여태껏 했던 실험들이 무안해질만큼 실험을 여러 각도에서 보고 하나하나 이유를 따져가면서 하게 되었습니다. 비록 이번 학기 실험이 힘들겠지만 그만큼 교수님의 지도 하에 더욱 보람차고 알차게 배울 수 있을 거라는 생각이 듭니다.

공학/기술| 2010.05.15| 2페이지| 1,000원| 조회(1,035)

재결정, 염화나트륨, NaCl, 천일염

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