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물리화학실험 전기전도도 평가A+최고예요

물리화학실험1. 전기 전도도실험 제목 : 1. 전기 전도도예비실험일자 :실험실 온도 : 18℃1. 실험 목적전해질의 전도도를 알아보는 것으로 강전해질인 염화칼륨, 염화나트륨과 약전해질인 아세트산 용액의 전도도를 넓은 농도 범위에서 측정하고, 약전해질인 아세트산의 해리도와 이온화상수를 이 실험 자료로부터 각 농도마다의 계산을 한다. 또한 수용액의 전도도를 결정하는 과정을 알아보고 용액 속에서의 이온의 운동을 이해해보자.2. 이론전해질(電解質)전기화학 시스템의 한 요소로 전해질 용액 속에 들어 있는 이온들의 이동에 의해서 전류를 통하는 매체이다. 전해질은 원래 염과 같은 이온결합 화합물이거나 용매(물)와의 반응으로 양이온과 음이온을 만드는 산 염기 등의 공유결합 화합물들이다. 하나의 염에서와 마찬가지로 용액 속에서 양이온과 음이온은 공존하고, 서로 반대 부호의 전기량을 정확히 상쇄하는 농도로 들어 있다. 즉 용액 내부에서는 항상 전기적 중성(electroneut-rality)이 이루어진다.수용액 중 이온들은 그들의 전기 전하에 의하여 주위에 전기장을 형성하며, 용매분자들과 상호작용을 하는데, 특히 물과 같이 쌍극자모멘트가 있는 용매 분자는 작은 이온에 단단히 묶이는 용매화(solvation)가 일어난다. 용매화된 이온은 움직일 때 이온과 그를 둘러싼 여러 용매 분자들이 한 덩어리로 움직인다. 용액 중의 이온들이 열운동에 의하여 끊임없이 움직이고 있으나 이온간의 정전기적 인력과 반발은 열운동의 에너지에 비하여 무시할 수 없는 이온간 상호작용을 하여 이온들의 이동성과 열역학적 성질에 영향을 미친다.전해질은 용매에 해리되는 정도에 따라 강전해질과 약전해질로 나뉘는데, ‘강전해질’이란 용매에 녹였을 때 이온으로 완전히(많이) 해리하는 전해질을 말한다. 반면 ‘약전해질’은 용매에 용해시켰을 때, 이온으로 해리하는 정도가 낮은 물질이다. 강한 산 또는 강한 염기를 물에 녹이면, 거의 다 해리가 되지만, 약한 산 또는 약한 염기를 물에 녹이면, 일부만이 해리를 한다.해리도란 게 되면 몰 전도도가 급격하게 감소하는 모습을 보인다.따라서 각 전해질에 따라 농도에따른 전도도의 양상이 다른모습을 보인다.용기상수K액체 전해질의 전도율을 측정하기 위해서는 두 개의 전극이 있는 용기, 즉 전도도 용기가 쓰인다. 전도도 용기에는 다양한 모양이 있는데 어떤 모양이든 간에 그 속에 차 있는 용액을 통하여 흐르는 전류는 전극면에 수직인 방향으로만 가지런히 흐르지 않는다. 용액의 비전도도는 전극넓이, 간격과 함께 측정하는 셀의 구조 등 측정 장치의 고유한 값에 의해 결정되므로 일정한 장치를 사용하여 측정을 할 경우 전도도를 구하는 식G= {kA} over {l}에서 (l/A)는 고정된 값 “용기상수(cell constant)”K _{cell} 를 갖게 되므로 측정한 전도도값을 보정해 주어야 한다.L=C TIMES K#L`=`용액의`비전도도#C=`용액의`측정된`전도도#K=`용기상수 용기상수를 알아내기 위해 비전도도 값이 정확하게 알려진 표준용액의 전도도를 측정하도록 한다.강전해질의 전도도Friedrich Kohlrausch는 센 전해질의 묽은 용액의 몰 전도도와 그 농도의 제곱근이 다음과 같이 선형적인 관계를 가진다는 것을 확인하였는데 이를 Kohlrausch의 법칙이라고 한다.LAMBDA = LAMBDA _{0} +b sqrt {c}LAMBDA _{0}는 농도가 0에 가까워지는 극한(이온들이 멀리 떨어져서 상호작용을 하지 않는)에서의 몰 전도도로서 극한 몰 전도도(무한 묽힘에서의 당량전도도)라고 부른다. 상수b는 염의 화학량적 성질에 크게 의존하는 상수로서 고유한 것은 아니다. 농도c의 제곱근과의 의존관계는 이온들사이의 상호작용 때문에 생기는데, 이온에 의해서 전하가 운반될 때 한 전하의 이온이 관심 대상 이온을 재치고 지나면서 이 이온의 이동을 느리게 하기 때문이다. 무한 묽힘에서의 당량전도도는 농도의 제곱근-몰 전도도의 그래프에서 곡선을 농도가 0으로 외삽하면 구할 수 있다.약전해질의 전도도강전해질에서와 같이 Kohlausch의 법칙을 약전해질에 이온 용액이 이상성으로부터 이탈되는 주원인이며, 비이상성에 대한 다른 모든 기여들을 압도한다고 생각한다. 이러한 생각에 입각해서 1923년에 Peter Debye와 Erich Huckel은 이온용액에 관한 Debye-Huckel 이론을 유도하였다. 그들의 이론을 이해하기 위해서는 이온분위기에 대해서 알아야 한다.반대 전하의 이온들은 서로 잡아당기기 때문에 용액 속에서 음이온은 양이온 주위에 몰리고, 반대로 양이온은 음이온 주위에 몰리게 된다. 용액은 전반적으로 보았을 때 전기적으로 중성이지만 어느 한 특정 이온 주위에는 반대-이온(반대 전하의 이온)이 같은 종류의 이온보다 더 많이 존재하게 된다. 한 이온 주위의 전하를 시간 평균하면 구형 안개 모양의 반대 전하가 생기는데, 이것을 ‘이온분위기’라고 한다.중심 이온이 양이온이면 그 인접 거리에는 음이온이 모여들어서 ?전하가 많을 것이고 (rho PREC0), 그로부터 멀어지면 점점 양이온과 음이온의 분포가 같아져서rho 는 0에 가까워질 것이다. 이처럼 중심 이온은 그 주위에 형성되는 이온 분위기와 정전기적 상호작용을 하며, 이 때문에 그의 에너지, 따라서 그 화학 퍼텐셜이 그만큼 낮아진다. 따라서 전해질 용액으로부터 이온을 침전시키기 위하여 농도를 묽게 하는 부분적인 이유는 이온이 그 이온 분위기와의 상호작용으로 안정화되는 것을 막기 위해서이다.이온의 활동도아주 묽은 용액에서 이온의 활동도(activity)는 농도에 정비례한다. 즉i이온의 활동도 는 농도m_{ i} 를 표준농도m^{ o } 으로 나눈 것이다. 그러나 용액이 진해지면 이온간의 평균 거리가 짧아져서 그들간의 정전기적 상호작용으로 인하여 이온의 활동도 증가는 농도의 증가에 단순하게 비례하지 않는다. 활동도a_{ i} 는 농도에 따라 변하는 활동도계수 ( activity coefficient ) 를m_{ i} /m^{ o } 에 곱한 것이다.a _{i} = gamma _{i} { m _{ i} } over { m ^{ o} } 이 식의 오른쪽은 농도 {100} over {99} =0.7226ml)? 0.025N CH3COOH용액을 100ml부피플라스크에 피펫을 이용해 50ml 덜어낸 뒤, 증류수 50ml를 채워 0.0125N CH3COOH용액 100ml를 만든다. 이와 같은 방법으로 희석하여 0.00625N, 0.003125N, 0.00156N, 0.00078N CH3COOH용액을 만든다.? 각각의 0.025N, 0.0125N, 0.00625N, 0.003125N, 0.00156N, 0.00078N CH3COOH 용액을 20℃ 항온조에 약 10분간 담가 온도를 유지하고 전도도 meter를 이용하여 전기 전도도 측정을 3번 반복한다.? 3번 반복한 전기전도도의 평균값을 이용해 비전도도, 당량전도도, 해리도, Ka, pKa를구한다.5. 실험결과(1) 용기 상수 K 구하기[표1] 0.02M KCl 전기전도도전기전도도 (mS)온도(℃)1회2.7421.12회2.7621.33회2.7721.44회2.75215회2.7520.5평균2.754K= {L} over {C} = {2.7653mS BULLET cm ^{-1}} over {2.754mS} =1.0041cm ^{-1}∴K=1.0041cm ^{-1}(2) NaCl용액의 전기전도도, 비전도도, 당량전도도, 해리된 이온의 농도 구하기[표2-1] 농도별 NaCl용액의 전기전도도전도도온도농도(N)1회(μS)2회(μS)3회(μS)평균(μS)전기전도도온도(℃)전기전도도온도(℃)전기전도도온도(℃)전기전도도20.0×10?³228021.6234020.2232019.92313.310.0×10?³131619.1130419.2130319.21307.75×10?³67019.666919.866819.5669.02.5×10?³34819.934219.834419.9344.71.25×10?³172.519.8172.319.2172.719.4172.5[표2-2] 농도별 NaCl용액의 비전도도농도(N)비전도도(L=C TIMESK,``단위:scm ^{-1})20.0×10?³2.3133×10?³s × 1. ^{-1}} = 11.11s㎝?¹(㏖·L?¹)?¹12.5×10?³{1000 TIMES 1.868 TIMES 10 ^{-4} s·㎝ ^{-1}} over {0.0125mol·L ^{-1}} = 15.01s㎝?¹(㏖·L?¹)?¹6.25×10?³{1000 TIMES 1.323 TIMES 10 ^{-4} s·㎝ ^{-1}} over {0.00625mol·L ^{-1}} = 21.26s㎝?¹(㏖·L?¹)?¹3.12×10?³{1000 TIMES 9.26 TIMES 10 ^{-5} s·㎝ ^{-1}} over {0.00312mol·L ^{-1}} = 29.80s㎝?¹(㏖·L?¹)?¹1.56×10?³{1000 TIMES 5.99 TIMES 10 ^{5} s·㎝ ^{-1}} over {0.00156mol·L ^{-1}} = 38.55s㎝?¹(㏖·L?¹)?¹0.78×10?³{1000 TIMES 4.45 TIMES 10 ^{-5} s·㎝ ^{-1}} over {0.00078mol·L ^{-1}} = 57.24s㎝?¹(㏖·L?¹)?¹[표3-4] 농도별 CH3COOH의 해리도농도(N)해리도(alpha = {LAMBDA } over {LAMBDA _{。}})25×10?³{11.11s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} over {390.05s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} = 2.85×10?²12.5×10?³{15.01s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} over {390.05s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} = 3.85×10?²6.25×10?³{21.26s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} over {390.05s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} = 5.45×10?²3.12×10?³{29.80s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} over {390.05s㎝ ^{-1} (molL ^{-1} ) ^{-1}} = 7.64×10?²1.56×10?³{38.55s㎝ ^{-1} 한다.

자연과학| 2015.11.28| 17페이지| 3,000원| 조회(514)

물리화학실험, 전기전도도, 전기 전도도, Debye-Huckel, osrwald

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일반화학실험 화학반응속도

Exp 1. 화학반응속도목표: 화학 반응 속도식을 나타내는데 필요한 속도상수와 반응 차수를 실험적으로 결정한다. 핵심개념: 반응 속도, 속도상수, 반응 차수2010년 2학기2010년 2학기이론 -화학반응 속도에 영향을 미치는 요인 : 농도, 압력(기체), 온도, 촉매 -활성화 에너지: 반응이 일어나기 위한 최소한의 에너지 -화학반응 속도 aA + bB → cC + dD v= -1/a x d[A]/dt = -1/b x d[B]/dt = 1/c x d[C]/dt = -1/d x d[D]/dt -반응 속도식 v = k[A]m[B]n (k :속도상수, m, n : 반응차수) * 이번실험 (반응) H2O2 → H2O + 1/2 O2 v= - d[H2O2]/dt = k[H2O2]m[KI]n1) 농도의 영향 반응속도와 반응물의 농도는 직접적인 관계가 있다. 반응물질의 초기농도가 클수록 반응속도는 더 빠르다. 화학반응은 반응 분자들 간의 충돌에 의해 일어난다. 분자의 농도가 클수록 단위시간당 충돌횟수 증가. 반응이 진행됨에 따라 반응물의 농도는 점차 감소하게 되고, 따라서 충돌횟수도 감소하여 반응속도 느려짐. 속도가 시간이 지남에 따라 크게 감소하고 반응물의 모두 소모되면 반응속도는 0 이 된다. A→B 의 반응 2) 압력의 영향 기체 반응물에서 일반적으로 압력이 높을수록 반응속도가 빠르다. 이러한 결과는 농도효과로부터 나오는 결과이다.3) 온도의 영향 온도를 상승시키면 일반적으로 화학반응 속도가 빨라진다. 온도를 10℃ 상승시키면 반응속도가 대개 두 배로 된다. 화학반응속도에 미치는 온도의 영향은 대체로 Arrhenius 방정식을 이용하여 해석된다. . 4) 촉매의 영향 촉매는 화학반응에서 반응속도를 조절해 주는 물질이다. 각기 다른 촉매들이 다양한 방법으로 작용한다. 반응속도를 빠르게 해 주는 촉매를 정촉매라 하며, 반응속도를 느리게 해 주는 촉매를 부촉매 또는 억제제라고 한다. 정촉매는 이러한 활성화에너지를 낮추어 정반응, 역반응 모두의 속도를 빠르게 한다.정촉매는 이러한 활성화에너지를 낮추어 정반응, 역반응 모두의 속도를 빠르게 한다.결과 -초기반응 속도(4.0~8.0 ml) 이용 부피변화(ml)/(나중시간-처음시간)(s) : A에 대한 값, B에 대한 값, C 에 대한 값 v= - d[H2O2]/dt = k[H2O2]m[KI]n -반응차수와 속도식 m( H2O2에 대한 반응차수) : log(Vb/Va) n ( KI에 대한 반응차수) : log(Vc/Va) 위의 두 식을 연립하여 k 값 구한다.산소의 부피혼합물 A혼합물 B혼합물 C2.04.06.08.010.012.0{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2015.11.28| 5페이지| 2,000원| 조회(400)

반응속도, 속도상수, 반응 차수

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일반화학실험 엔탈피 측정

EXP. 엔탈피 측정 실험 목표 : 산 과 염기의 중화반응을 이용해서 엔탈피가 상태함수임을 확인이론 비열용량 : 1g 물질의 온도를 1 ℃ 변화 시키는 데 필요한 열의 양 비열용량이 C(J/°g) 인 물질 Wg 의 온도가 Δ T(°) 만큼 변화 했을 때 출입한 열의 양 Q(J) Q=CW Δ T 엔탈피는 상태함수이기 때문에 상태변화에 따른 엔탈피 변화량 , 즉 반응열은 변화의 경로에 상관없이 일정반응열의 종류 연소열 : 물질 1 몰이 완전히 연소할 때 발생하는 열량을 연소열이라 한다 . 연소열은 어느 것이나 모두 발열 반응이다 . ▶ CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + 890kJ (Δ H = -890kJ) 중화열 : 산과 염기가 각각 1 그램 당량씩 반응하여 , 1 몰의 물을 생성할 때 발생하는 열량을 중화열이라고 한다 . 강산과 강염기의 수용액이 중화할 때는 산이나 염기의 종류에 관계 없이 일정한 값을 갖는다 . 이것은 중화 반응에서 H + , OH - 만이 다음과 같이 반응하기 때문이다 . ▶ H + + OH - → H 2 O (Δ H = -54.8kJ)생성열 : 1 몰의 화합물이 그 성분 원소의 홑원소 물질에서 생길 때 발생 또는 흡수하는 열량을 생성열이라 한다 . 분해열 : 1 몰의 화합물을 그 성분 원소의 홑원소 물질로 분해할 때 발생 또는 흡수하는 반응열을 분해열이라 한다 . 분해열은 생성열과 같지만 부호가 반대이다 . ▶ HCl (g) → ½H 2 (g) + ½Cl 2 (g) - 92.5kJ (Δ H = 92.5kJ) 용해열 : 물질 1 몰이 다량의 물에 녹을 때 발생 또는 흡수하는 열량을 용해열이라 한다 . 용해열은 발열인 경우와 흡열인 경우가 암모늄염 , 칼륨염 , 나트륨염 등 염의 종류에서는 용해열을 흡수하는 경우가 많다 . ▶ H 2 SO 4 (l) → H 2 SO 4 ( aq ) + 79.5kJ (Δ H = -79.5kJ)헤스의 법칙 : 여러 단계를 거쳐서 화학 반응이 일어나는 경우 , 각 단계에서의 반응열을 모두 합하면 , 반응 전체에서 일어나는 반응열과 같게 된다 .이 실험에서는 강염기인 NaOH 와 강산인 HCl 의 중화반응을 두 가지 방법으로 진행시키면서 반응열을 측정하여 헤스의 법칙이 성립하는 것을 확인한다 . 고체 NaOH 을 염산에 넣으면 중화반응이 일어나고 , ( 반응 1) NaOH (s) + HCl ( aq ) - NaCl ( aq ) + H 2 O(l ) Δ H 4 ( 반응열 ) NaOH 와 HCl 은 ( 반응 2) 와 ( 반응 3) 과 같이 두 단계로 일어나게 만들 수 있다 . 고 체 NaOH 를 물에 녹여 NaOH 수용액을 만들고 , ( 반응 2) NaOH (s) + H 2 O (l) - NaOH ( aq ) Δ H 5 ( 용해열 ) 그 수용액을 염산에 중화시킨다 . ( 반응 3) NaOH ( aq ) + HCl ( aq ) - NaCl ( aq ) + H 2 O (l) Δ H 6 ( 중화열 ) 헤스의 법칙에 따라서 아래의 관계가 성립한다 . Δ H 4 = Δ H 5 + Δ H 6실험기구 및 시약 삼각플라스크 (250ml) 3 개 비커 (500ml) 눈금실린더 (100ml) 온도계 저울 스타이로폼 또는 솜 0.25M HCl NaOH ( 고체 ) 0.5M NaOH 0.5M HCl실험방법 1 . Δ H 4 구하기 1) 250mL 삼각 플라스크를 깨끗하게 씻어서 말린 후에 무게를 0.1g 까지 측정한다 . 2) 0.25M HCl 100mL 를 취해 그 온도를 0.1℃ 까지 정확하게 측정한다 . 3) 1.0g 의 고체 NaOH 를 0.01g 까지 재빨리 달아서 플라스크에 넣은 후 흔들어준다 . 4) 용액의 온도가 가장 높이 올라갔을 때의 온도를 기록하고 플라스크무게를 잰다 . ( 반응 1) NaOH (s) + HCl ( aq ) - NaCl ( aq ) + H 2 O(l ) Δ H 42. Δ H 5 구하기 1) 0.25M HCl 대신 증류수 100mL 로 실험 A 를 반복한다 . ( 반응 2) NaOH (s) + H 2 O (l) - NaOH ( aq ) Δ H 5 3. Δ H 6 구하기 1) 250mL 삼각플라스크를 깨끗하게 씻어서 말린 후에 무게를 0.1g 까지 측정한다 . 2) 0.5M HCl 50mL 를 취해 그 온도를 0.1℃ 까지 정확하게 측정한다 . 3) 0.5M NaOH 용액 50ml 을 만들고 온도를 측정 , HCl 과 같아질 때까지 식힌다 . 4) NaOH 용액을 HCl 에 넣고 가장 높이 올라갔을 때의 온도를 기록한다 . ( 반응 3) NaOH ( aq ) + HCl ( aq ) - NaCl ( aq ) + H 2 O (l) Δ H 6실험결과 Q=[4.18( 물의 비열 )W 1 + 0.85( 유리의 비열 ) W 1 ] Δ T (W 1 = 물의 질량 , W 2 = 플라스크의 질량 ) Δ H 4 Δ H 5 Δ H 6 삼각 플라스크 무게 ( g) 85.24 79.17 90.13 나중 무게 (g) 188.37 177.46 191.98 Δ ( 발생한 H 2 O)( g) 103.13 98.29 111.85 처음 온도 ( ℃ ) 24 23.1 24.5( 평균온도 ) 나중 온도 ( ℃ ) 29.5 26.0 27.0 Δ T( 온도 상승값 ) ( ℃ ) 5.5 2.9 2.5반응 1 에서 방출된 열량 = 용액에 의해 흡수된 열량 + 플라스크에 의해 흡수된 열량 Q=(4.18 J/°g x 103.13g x 5.5 ℃ )+(0.85 J/°g x 85.24g x 5.5 ℃ ) = 2.768KJ NaOH 1 몰당 반응열 , Δ H 4 = 2.768KJ x 40.1mol-1=111.0 KJ/mol-1 반응 2 에서 방출된 열량 = 용액에 의해 흡수된 열량 + 플라스크에 의해 흡수된 열량 Q=(4.18 J/°g x 98.29g x 2.9 ℃ )+(0.85 J/°g x 79.17g x 2.9 ℃ ) = 1.386KJ NaOH 1 몰당 용해열 , Δ H 5 = 1.386KJ x 40.1mol-1=55.58 KJ/mol-1 반응 2 에서 방출된 열량 = 용액에 의해 흡수된 열량 + 플라스크에 의해 흡수된 열량 Q=(4.18 J/°g x 111.85g x 2.5 ℃ )+(0.85 J/°g x 90.13g x 2.5 ℃ ) = 1.361KJ NaOH 1 몰당 반응열 , Δ H 6 = 1.361KJ / 0.5M NaOH x 0.05L = 27.22 KJ/mol-1Δ H4 = Δ H5 + Δ H6 55.58 KJ/mol-1 + 27.22 KJ/mol-1 =82.8 KJ/mol-1 111.0 KJ/mol-1 ‡ 82.8 KJ/mol-1{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2015.11.28| 12페이지| 2,500원| 조회(305)

엔탈피, 산 염기, 상태함수, 중화반응

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일반화학실험 양이온 정성분석

실험 5 . 양이온의 정성분석실험 목표 . 용액 속에 녹아있는 여러 가지 양이온을 체계적인 분석을 통하여 , 그 존재를 확인하고 , 이들의 침전반응과 평형을 이해한다 .이론 . 정성분석 vs 정량분석 ① 정량분석 혼합물에 존재하는 화합물에 대하여 각각의 양을 결정 . 시료의 양적 차이를 이용하여 분석 . 산 염기 적정 . ② 정성분석 화합물의 조성을 밝히거나 혼합물 중 특정 화학물의 존재를 확인하는 것이 목적 . 시료의 성질의 차이를 이용하여 분석 . 양이온 정성분석 .이론 . 2. 양이온 계통 분석표 . ①족 침전시약과 반응해서 침전을 만드는 특성에 따라 양이온을 구분 . 6 개의 족으로 구분할 수 있음 . 1 족 : Cl - 이온과 반응 후 염화물 침전 형성 . 2 족 : 산성용액에서 S 2- 와 반응 후 황화물 침전 . 3 족 : 암모니아 완충용액에서 OH - 와 수산화물 침전 . 4 족 : 염기성 용액에서 황화물 침전형성 . 5 족 : Co 3 2- 와 반응해서 탄산염 침전 형성 . 6 족 : 음이온과 반응해서 침전을 형성하지 않는 양이온 .이론 . 2. 양이온 계통 분석표 . ①족 침전시약과 반응해서 침전을 만드는 특성에 따라 양이온을 구분 . 6 개의 족으로 구분할 수 있음 . 1 족 : Cl - 이온과 반응 후 염화물 침전 형성 . 2 족 : 산성용액에서 S 2- 와 반응 후 황화물 침전 . 3 족 : 암모니아 완충용액에서 OH - 와 수산화물 침전 . 4 족 : 염기성 용액에서 황화물 침전형성 . 5 족 : Co 3 2- 와 반응해서 탄산염 침전 형성 . 6 족 : 음이온과 반응해서 침전을 형성하지 않는 양이온 .이론 . 2. 양이온 계통 분석표 . ② 분족 시약 (group reagent) 침전 특성을 이용해서 양이온을 구분하는데 사용하는 침전시약 . 3. 침전 ( precipitation) 액체 속에 존재하는 작은 고체가 액체 바닥에 가라앉아 쌓이는 것 . AB + CD → AD + BC (A,C: 양이온 , B,D: 음이온 , AB, CD 는 수용성 )이론 . 혼합물의 밀도 차가 나는 화합물은 중력에 의 해서 분리된다 . 밀도가 낮은 물질은 위에 뜨고 , 밀도가 높은 물질은 아래 가라앉음 . 원심 분리기는 , 중력대신 원심력을 이용해서 침전현상을 가속화 하여서 , 분리가 용이함 .실험 기구 및 시약 . 원심분리기 , 원심분리기 시험관 , 유리막대 , 드롭퍼 , 리트머스 시험지 , 물중탕 , 전열기 실험 기구 0.1M Hg 2 (NO 3 ) 2, 0.1M pb (NO 3 ) 2 , 0.1M Fe(NO 3 ) 3, 0.1M AgNO 3, 0.1M Cr(NO 3 ) 3, 6M HCL, 1MK 2 CrO 4 , 6M NH 3 , 6M HNO 3 , 6M NaOH , 3%H 2 O 2 , 1M BaCl 2 , 0.5M KSCN 시약실험 방법 .실험 방법 . Ag + , Hg 2 2+ , Pb 2+ , Cr 3 + , Fe 3+ 의 질산염 용액 1ml 씩을 취하여 시험관에 넣어 혼합 용액을 만든다 . 이 혼합 용액 2ml 를 원심분리관에 넣고 6M HCl 4 방울을 가하여 잘 저어준 다음 원심분리기로 침전을 분리한다 . 이때 같은 양의 물을 넣은 시험관을 반대쪽에 넣어서 원심분리기의 균형을 잡아주어야 한다 . 침전이 완결되었는가를 확인하기 위하여 침전 윗부분의 용액에 6M HCl 한 방울을 가하고 침전이 더 생기면 원심분리기로 다시 분리한다 . 윗부분의 맑은 용액을 드롭퍼로 뽑아내면 침전을 분리할 수 있다 . 분리한 용액은 다음 실험을 위해 다른 시험관에 잘 보관한다 . 침전이 들어있는 원심 분리관에 차가운 증류수 2-3ml 를 가한 후에 유리막대로 침전을 부수고 잘 저어서 원심분리기로 가라앉힌 후에 물은 드롭퍼를 이용해서 뽑아내는 일을 2-3 회 반복한다 . 침전이 들어있는 시험관에 증류수 2ml 를 넣고 끓는 물에 몇 분 동안 넣어 가열한 후 유리막대로 잘 저어준다 . 원심분리기를 이용해서 윗부분의 뜨거운 용액을 다른 시험관에 따라 낸다 .실험 방법 . 4) 에서 시험관에 따라낸 용액에 6M NaOH 한 방울을 가하고 , 1M K 2 CrO 4 용액을 2-3 방울 떨어뜨린다 . Pb 2+ 이온이 있으면 PbCrO 4 의 노란색 침전이 생긴다 . 4) 에서 남은 침전물에 다시 뜨거운 물을 한번 더 가하고 원심분리로 씻어준 후 6M NH 3 용액 10 방울을 가하고 잘 저어준다 . 이때 회색 또는 검은 색 침전이 생기면 금속 수은이 생긴것이므로 Hg 2 2+ 이온이 있는 것이다 . 이 침전물을 원심분리하고 맑은 수용액을 다른 시험관에 따라 내어 7) 실험을 수행한다 . 이 수용액에 6MHNO 3 를 산성이 될때 까지 가하여 리트머스 종이로 확인 한다 . 이때 회색 침전이 생기면 Ag + 이온이 있다는 증거이다 .실험 방법 . 8) 2) 에서 분리한 용액이 들어있는 시험관에 3%H 2 O 2 세 방울을 가한 다음 6M NaOH15 방울을 가하여 용액을 센 염기성으로 만든다 . 이 것ㅇ르 1 분간 저어준 다음 조심스럽게 끓여서 여분으로 남은 H 2 O 2 를 모두 분해 시킨다 . Cr(Ⅲ) 이 산화되기 시작하면 용액이 노란색으로 변할 것인데 그렇게 되지 않을 경우 세방울의 H2O2 를 가하고 주의하여 다시 끓인 후 원심 분리하여 위층의 용액을 다른 시험관에 따라낸다 . 8) 에서 얻은 용액에 1M BaCl 2 용액을 가하면 BaCrO 4 의 노란색 침전이 생기는데 이건은 Cr3+ 이온이 있음을 의미한다 . 만일 이때 침전반응이 느리면 시험관을 물 중탕에서 끓인다 . 8) 에서 얻은 침전물에 0.5ml 의 6M HCl 을 가하여 녹인 후 , 이 용액에 2ml 의 0.5M KSCN 두 방울을 가하여 짙은 붉은색이 나타나면 Fe 3+ 이온이 있음을 의미한다 .{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2015.11.28| 13페이지| 2,000원| 조회(484)

실험, 일반화학, 양이온 정성분석

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일반화학실험 시계반응

Exp 2. 시계반응목표: 시계반응을 이용해서 반응 속도의 차이가 큰 반응단계가 연속적으로 일어나는 화학반응의 특성을 알아본다. 핵심개념: 반응메카니즘, 속도결정단계, 시계반응2010년 2학기2010년 2학기이론 -반응 메커니즘: 화학반응이 일어날 때 매우 복잡한 단계를 거쳐서 일어나는데 화학반응이 일어나는 구체적인 단계들을 “반응 메커니즘” 이라 한다. A → B 속도상수 = k1 B → C 속도상수 = k2 A → B 반응이 매우 느리다면 K1 K2, 최종산물 [C]= (1-e-k1t)[A]0 반응 속도는 A에서 B로 전환되는 속도에 의해 결정된다. -속도결정단계: 여러 단계로 일어나는 화학반응에서 어느 단계의 반응 속도가 다른 단계보다 대단히 느린 경우 가장 느리게 진행되는 반응의 속도가 전체 반응의 속도를 결정하게 되고, 이러한 단계를 속도결정단계라 한다. -시계반응: 반응이 시작되고 일정한 시간이 지난 후에 갑자기 용액의 색깔이 변화하는 반응을 시계반응 이라고 한다. 2. 실험 (반응1) 3I-(aq) + S2O82-(aq) → 2SO42-(aq) + I3-(aq) : 느린반응 (반응2) I3-(aq) + 2S2O32-(aq) → 3I-(aq) + S4O62-(aq)2010년 2학기(반응1) 3I-(aq) + S2O82-(aq) → 2SO42-(aq) + I3-(aq) : 느린반응 d[I3-]/dt = k[I-]m[S2O82-]n S2O32- 를 함께 넣어주면 I3- 가 빠르게 S2O32- 와 반응. I3-(aq) + 2S2O32-(aq) → 3I-(aq) + S4O62-(aq) 용액 속의 S2O32- 모두 반응하면, I3- 가 녹말지시약과 반응하여 청색으로 보임. 실험.반응100ml 삼각플라스크10ml 눈금실린더110.0 ml 0.20 M KI10.0 ml 0.10 M (NH4)2S2O825.0 ml 0.20 M KI 5.0 ml 0.20 M KCl10.0 ml 0.10 M (NH4)2S2O8310.0 ml 0.20 M KI5.0 ml 0.10 M (NH4)2S2O8 5.0 ml 0.10 M (NH4)2SO4KCl 과 (NH4)2SO4 은 이온농도를 일정하게 맞춰주기 위해 사용됨.결과 ① = 0.2M KI x 10ml =M x 25ml [I-] = ② = 0.1M (NH4)2S2O8 x 10ml = M x 25ml [S2O82-] = ③ = 0.2M KI x 5ml =M x 25ml [I-] = ④ = 0.1M (NH4)2S2O8 x 5ml = M x 25ml [S2O82-] = 반응차수 : m = n = 속도상수 : k =2010년 2학기반응변색까지 걸린 시간[I-][S2O82-]상대반응속도(100/t)1①②2③3④{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2015.11.28| 4페이지| 2,500원| 조회(347)

시계반응, 반응메카니즘, 속도결정단계

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