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평형과 르샤트리에의 원리 실험보고서

실험제목(평형과 르샤틀리에 원리)일반 화학 실험학과학번이름1. Title: 평형과 르샤트리에의 원리2. Introduction: 가역 반응에서 평형의 위치는 농도, 온도, 압력 등 반응 조건에 따라 달라 진다는 르 샤틀리에의 원리를 알아보자.3. Principle & Theory*용어 정리가역 반응(reversible reaction): 반응 조건(농도, 온도, 압력 등)에 따라 정반응과 역반응이 모두 일어날 수 있는 반응화학 평형(chemical equilibrium): 닫힌 계에서 정반응과 역반응이 같은 속도로 진행되어 거시적으로 변화가 없는 것처럼 보이는 동적 평형 상태가역반응은 궁극적으로 평형에 이르게 된다.가역반응에 대해 반응 조건을 변화시킴으로써 평형의 위치를 반응물 또는 생성물 쪽으로 이동시킬 수 있고, 이 때 평형의 이동방향은 르샤틀리에의 원리로 설명할 수 있는데, 이 원리에 의하면 동적 평형을 이루고 있는 반응계에 반응조건을 변화시키면 반응계는 가능한 한 이 변화의 영향을 감소시키는 방향으로 평형을 이동시킨다.*서론1. 르 샤틀리에의 법칙(평형이동의 법칙)평형이동의 법칙이라고도 한다. 평형상태에 있는 물질계(物質系)의 온도 또는 압력을 바꾸었을 때, 그 평형상태가 어떻게 이동하는가를 보여주는 원리이다. 이 원리는 1884년 H.르샤틀리에가 발표하였는데, 1887년에 K.브라운도 독자적으로 발견하여 발전시켰기 때문에 르샤틀리에-브라운의 법칙이라고도 부른다. 일반적으로 말하면, 열역학적으로 평형상태에 있는 계(系)에 외부로부터 어떤 작용이 가해졌을 때, 평형은 그 작용에 의한 영향을 약화시키는 방향으로 변화한다고 할 수 있다. 이 원리는 물리적 또는 화학적인 각종 변화에 대하여 적용된다.예를 들면, 질소 1몰과 수소 3몰을 혼합하여 2몰의 암모니아를 합성하는N2+3H2 2NH3과 같은 반응의 평형에서, 온도가 일정하면 외부로부터의 영향을 약화시키려고 이 계의 압력을 감소하려는 방향으로 평형이 이동한다. 즉, 존재하는 몰수(數)는 좌변보다 우변이 감소하기 때문에, 반응은 우변쪽으로 이동한다. 이 반응은 고압하에서 행하는 것이 암모니아 합성에 유리하다.가역 반응에서 화학 평형에 도달한 반응계에 반응 조건을 변화시키면평형 상태가 깨어져서 정반응이나 역반응 중한 쪽이 우세하게 진행된 후 새로운 평형에 도달하게 됩니다.이와 같은 현상을 평형 이동이라 합니다.즉, 평형 이동의 법칙, 또는「르-샤틀리의 원리(Le Chatelier's Principal)」는「가역 반응이 평형 상태에 있을 때 농도, 온도, 압력 등의 반응 조건을 변화시켜주면그 조건의 변화를 방해하는 방향으로 반응이 진행되어 새로운 상태에 도달한다.」는 것입니다*평형 이동에 영향을 끼치는 요인(1) 온도온도가 변하면 평형 상수가 달라지므로 평형이 이동하게 된다.외부에서 가열하여 반응 온도가 올라가면평형은 온도가 낮아지려는 쪽(흡열 반응)으로 이동하게 되고,반응 용기를 냉각하면평형은 온도가 높아지려는 쪽(발열 반응)으로 이동하게 된다.* 온도 高 ; 역반응 (흡열 방향)온도 低 ; 정반응 (발열 방향)(2) 농도어떤 반응이 평형 상태에 있을 때 반응물이나 생성물을 첨가 또는 제거하면그 영향을 없애는 방향으로 평형이 이동한다.위 화학 반응이 평형 상태에 있을 때 여기에 수소를 첨가하면그 순간 평형 상수 K값이 순간적으로 감소하게 된다.그러나 평형 상수는 온도에 따라서만 변하는 값이기 때문에순간적으로 생긴 반응계의 혼란은곧 K값을 원상 회복시키기 위한 반응이 일어남으로써제자리로 돌아오게 되는데 이런 과정을 바로 평형의 이동이라 한다.새로운 평형 상태의 농도는 최초 평형의 농도와는 달라졌으나최초의 평형 상태에 비하여 [H2], [HI]는 증가하고, [I2]는 감소하여서로 상쇄되는 효과가 생기기 때문에 평형 상수 K값은 달라지지 않는다.☆ 농도 -?증가 : 증가된 농도가 감소하는 방향??????????감소 ; 감소된 농도가 증가하는 방향???????????K = [ NH3 ]2 / [ N2] . [ H2 ]3 , * K= 항상 일정 (온도일정)[N2]증가 ; ?K의 값은 감소 ?☞ 본래 값과 같아지기 위해 [N2]와 [H2]를 감소시키는 방향??????????????????( → 정반응)으로 평형은 이동[NH3]증가 ; K의 값은 증가 ☞ 본래 값과 같아지기 위해 [NH3]를 감소하는 방향?????????????????(← 역반응)으로 평형이동(3) 압력기체의 경우는 압력에 따라 부피가 달라져서농도 변화 효과를 일으키기 때문에 평형 이동이 일어난다.다음 반응을 살펴 봅시다.위 반응에서 반응 용기의 부피를 반으로 줄인다면그 순간 압력은 2배가 될 것이고,몰 농도는 (몰 수)/(부피)이므로 역시 2배가 될 것이다.이 때 모든 농도가 2배인 것을 평형 상수식에 대입하면22/(2X23)=1/4이니까 K값이 순간적으로 1/4로 줄게 된다.평형 상수는 온도가 변할 때에만 변하는 값이므로K값을 원상 회복시키기 위하여 평형 이동이 일어나게 되는 것이다.순간적으로 1/4로 줄어든 것을 원상 회복시키려면증가하는 방향으로 이동해야 하는데,그러려면 질소와 수소가 줄어들고 암모니아가 늘어나는 쪽,즉, 기체의 몰 수가 줄어드는 방향으로 평형 이동이 일어날 수밖에 없는 거다[공식]온도를 높이면(가열하면) 흡열 쪽으로,온도를 낮추면(냉각하면) 발열 쪽으로반응물을 첨가하면 반응물을 없애는 정반응 쪽으로,반응물을 제거하면 역반응 쪽으로생성물을 첨가하면 생성물을 없애는 반응(역반응) 쪽으로,생성물을 제거하면 정반응 쪽으로압력을 높이면(용기의 부피 감소)반응 기체의 계수합이 작은(분자 수가 줄어드는) 쪽으로압력을 낮추면(용기의 부피 증가)반응 기체의 계수합 큰(분자 수가 늘어나는) 쪽으로그러나 비활성 기체를 첨가하여 압력이 높아진다 해도평형 이동은 일어나지 않습니다.왜냐 하면 용기의 부피가 변하지 않으면 각 성분 기체의 농도도 변하지 않으므로위에서 설명한 것과 같은 농도 변화 효과가 생기지 않기 때문입니다.(예) 다음 각 반응에 대하여 평형 이동의 방향을 지적하라.(1)가열한다 ; 정반응이 발열 반응이므로 역반응(흡열) 쪽으로 이동질소를 첨가한다 ; 질소가 줄어드는 방향(정반응)으로 이동암모니아를 제거한다 ; 암모니아가 생기는 방향(정반응)으로 이동He를 첨가하여 압력을 높인다 ; 아무 영향 없다(2)압력을 높인다첫번째 반응은 양쪽의 기체 계수합이 같으므로 영향이 없고,두번째 반응은 양쪽의 계수합은 같으나고체인 탄소(C)는 압력과 무관하므로반응물의 계수는 1 생성물의 계수는 2인 셈이라서 역반응 쪽으로 이동*흑연 가루를 첨가한다두 번째 반응에서 흑연 가루를 첨가해도평형 상태는 영향을 받지 않는다(2) 압력의 영향(기체에만 적용)???????????????가압 ☞ 분자 수가 감소하는 방향?????☆압력 -?2감압 ; ―→ 정반응 ( 1 ―→ 2 )가압 ; ←― 역반응 ( 1 ←― 2 )3. 수득률과 평형 이동의 법칙(1) 수득률수득률은 반응에서 실제로 얻어낼 수 있는 생성물의 비율을 뜻하는데,계산 방법은 실제 얻은 양을 이론상 얻을 수 있는 양으로 나누어100을 곱해 %로 나타낸다.가령, 앞에 예를 든 문제 중 암모니아 합성 반응의 경우를 생각해 보자질소 28g과 수소 6g을 반응시켜 암모니아 17g이 생겼다면,이론 상 완전 반응이 일어나면 암모니아가 34g 생겨야 하므로이 반응의 수득률은 100 X 17/34 = 50%가 된다.(2) 수득률에 영향을 끼치는 요인화학 반응의 수득률은 압력과 온도에 따라서 영향을 받으나촉매는 반응 시간을 단축시켜 주긴 해도 평형 자체를 이동시키지 못하므로수득률에도 영향을 끼치지 못한다.수득률이 크다 또는 증가한다는 것은 상대적으로 정반응이 잘 된다는 뜻으로,수득률이 작다 또는 감소한다는 것은상대적으로 역반응이 잘 된다는 뜻으로 해석합니다.위 반응에서 압력과 온도에 따른 수득률의 변화에 대한 판단을 해 봅시다.온도가 올라갈수록 ; 수득률이 감소 --> 역반응이 잘된다온도가 올라갈수록 ; 평형은 흡열 쪽으로 이동==> 역반응이 흡열 반응 ; 따라서 정반응은 발열 반응이므로 Q > 0압력이 높아질수록 ; 수득률이 증가 --> 정반응이 잘된다압력이 높아질수록 ; 평형은 기체 계수 합이 작은 쪽으로 이동==> 정반응 쪽으로 계수 합이 작다 ; 따라서 a + b > c + d*출처- jomi 네이버 블로그 , 표준 일반 화학실험(천문각)4. Apparatus & ReagentsFe(NO3)3페트리 접시, 비커, 스포이드, 0.002M KSCN, 0.2M Fe(NO3)3, Na2HPO45. Procedure1. 페트리 접시에 KSCN용액을 바닥에 깔리도록 넣는다.2. Fe(NO3)3 2~3방울을 떨어뜨린다. 색깔변화를 기록한다.3. KSCN 작은 결정을 페트리 접시에 넣어 그대로 두고 관찰한다.4. Fe(NO3)3 용액을 한 방울 넣으면 색깔이 진해지는데 이것은 평형이 오른쪽으로 이동함을 나타낸다.

자연과학| 2009.12.12| 9페이지| 2,000원| 조회(682)

일반화학, 평형과르샤트리에, 르샤트리에, 평형과르샤트리에원리, 르샤트리에실험보고..

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점도측정 예비보고서

실험제목(점도 측정)일반 화학 실험학과학번이름Title: 점도 측정Introduction : 점도의 이론적인 의미를 학습하여 Ostwald법을 이용한 액체의 점도를 측정 한다. 또한 액체가 온도의 차이에 따라서 점도가 어떻게 변화하는지 이해한 다.Principle & Theory점도의 정의물을 봉지에 따를 때는 줄줄 잘 흘러내리지만 물엿이나 꿀은 끈적거려서 잘 흘러내리지 않는다. 액체의 끈기를 점성이라 하여 점성은 액체 뿐만 아니라 비록 적지만 기체에도 있는데 이것은 유체 특유의 성질이다. 즉 기체가 들어 있는 두 부위를 약한 압력으로 누르면 변형하지만 누르는 힘을 빼면 원상복귀하는 성질을 지닌다. 이성유체가 아닌 모든 실제유체는 점성이라는 성질을 가지며, 점성은 유체흐름에 저항하는 값의 크기로 측정 된다. 단위 면적당의 힘의 크기로서 점성의 점도를 나타낸다. 점도는 전단음력이기도 하다. 유체란 외력에 항구적으로 저항하지 않는 물체로 정의되며 압축성 유체인 기체와 비압축성 유체인 액체로 구분할 수 있다. 또한 단위 면적당 작용하는 힘, 즉 전단응력과 전단속도와의 관계에 따라 뉴톤 유체와 비뉴톤 유체로 구분하기도 한다.점도는 유체의 흐름과 직각방향으로 1cm 떨어진 2개의 층에 1cm/s 의 속도구배가 있어 1cm당 1dyne의 힘이 작용할 때, 이 유체의 점도를 1poise라고 한다. 물을 용기에 따를 때는 물을 잘 흘러 내리지만 물엿이나 꿀은 끈적거려서 잘 흘러내리지 않는다. 액체의 끈기를 점성이라고 하며 점성은 액체 뿐 만 아니라 비록 적지만 기체에도 있는데 이것은 유체 특유의 성질이다. 즉 기체가 들어있는 두 부위를 약한 압력으로 누르면 변형하지만 누르는 힘을 빼면 원상복귀하는 성질을 지닌다. 분자 콜로이드나 입자 콜로이드 처럼 액체속에 콜로이드 입자가 존재하면 전단속도를 부여했을 때 액체와 입자간의 마찰력이나 입자의 회전이 일어나 전단력이 증가한다. 이의 증가정도는 콜로이드 입자의 종류, 형대 농도의 영향을 받을 것이다. 이러한 것들을 조사하기 전에 필의 증가에 따라 감소하는 경향이 있다.점도계의 종류와 원리1. 모세관 점도계에 의한 점도 측정(1) 특정 및 측정원리①특징가) 비교적 높은 정밀도로 점도를 측정할 수 있다.나) 시료의 밀도를 측정하지 않고 직접 점도를 구할 수 있다.다) 시료가 비교적 적은 양이라도 좋다.② 측정원리가) 모세관의 점도계는 안지름이 균일한 모세관 속에 층류상태로 시료를 흐르게 하여 일정 체적의 시료가 흐르는데 필요한 시간을 측정하여 그 시료의 점도를 구하는 것이다.나) 미리 점도를 알고 있는 표준액을 사용하여 실험적으로 밀도를 구해두면, 임의 시료의 점도는 일정 체적의 시료가 흐르는 시간을 측정함으로써 구할 수 있다.(2) 모세관 점도계의 종류① 캐논, 펜스케 점도계② 우베로데 점도계③ 오스트 발트 점도계2. 낙구 점도계에 의한 점도 측정 방법(1) 특징 및 측정 원리① 특징(가) 점도의 절대 측정을 할 수 있다.(나) 비교적 높은 점도 액의 점도 측정에 사용한다.(다) 불투명 액체인 경우는 구의 낙하를 검출하기 위한 특별한 방법을 필요로 한다.② 측정 원리(가) 낙구 점도계는 시료 속에 구를 낙하시켜 일정거리를 낙하하는데 필요한 시간을 측정하여 시료의 점도를 구하는 것으로서 원통에 시료를 넣어 그 원통의 중심축 상에 구를 낙하시켜 점도를 구한다.(나) 미리 점도를 알고 있는 표준액을 사용하여 KF를 구해두면 일정거리의 낙하시간 과 시료의 밀도를 측정하여 시료의 점도를 구할 수 있다.*낙구 점도계의 종류① Falling ball 점도계② Ball pressure 점도계3. 원추평판 형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법(1) 특징 및 측정 원리① 특징점도 측정 외에, 액체의 어느 부분에서도 일정한 전단속도(전단응력)을 얻을 수 있으 므로 각속도(또는 토크)를 바꾼 측정으로 비 뉴턴액체의 유동 곡선을 직접 구할 수 있다. 시료가 비교적 적은 양이라도 무방하다. 때문에 시료의 온도를 단시간에 바꿀 수 있다.② 측정 원리원추평판 형 회전 점도계는 동일 회전축을 가진 평원판 및 꼭지각이 검체의 점도를 점도계로 측정하는 방법이다. 액체가 일정한 방향으로 그 흐름에 수직인 방향에 속도의 차이가 있을 때 그 흐름에 평행한 평면의 양측에 내부마찰력이 생긴다. 이 성질을 점성이라 한다. 흐름에 평행한 평면의 단위면적당 내부마찰력을 전단응력이라 하며 흐름에 수직인 방향의 속도기울기를 전단속도라고 한다. 전단응력이 전단속도에 비례하는 액체를 뉴턴액체라고 한다. 그 비례정수 n는 일정온도에서 그 액체의 고유한 정수로 점도라 한다. 그 단위는 파스칼 초 (Pa s)를 쓰지만 보통 밀리파스칼초(mPa s)로 표시한다.또한 전단응력이 전단속도에 비례하지 않는 액체는 비뉴턴액체라 하고 이 액체의 점도는 전단속도에 따라 여러 가지로 변화한다는 점에서 겉보기점도라 한다. 이 경우 전단응력을 이것에 대응하는 전단속도로 나눈 값이 겉보기점도이고, 전단속도와 겉보기점도의 관계가 얻어지면 이 비뉴턴액체의 유동 특성을 알 수 있다.점도 n를 같은 온도의 그 액체의 밀도로 나눈 값을 운동점도 v라고 하며 그 단위로서는 초당 제곱미터(m2/s)를 쓰고 있지만 보통 초당 제곱밀리미터(mm2/s)로 표시한다. 액체의 점도는 다음 어느 한 방법을 써서 측정한다.제 1 법 모세관점도계법 이 측정법은 뉴턴액체의 점도를 측정하는 방법으로 일정 부피의 액체가 모세관을 통하여 흘러내리는 데 소요되는 시간 f(s)를 측정하여 운동점도 v를 계산한다.점도 n를 구하려면 다시 그 온도에서의 액체의 밀도 p (g/mL)를 측정하고 계산한다.K(mm2/s2)는 점도계의 정수이고 점도계교정용표준액을 써서 미리 정해 놓는다. 물의 점도에 가까운 점도를 측정하는 점도계에서는 표준액으로 물을 쓴다. 물의 운동점도는 20℃에서 1.0038 mm2/s 이다. 비교적 높은 점도를 측정하는 점도계에는 표준액으로 점도계보정용표준액을 쓴다.고분자물질을 함유하는 액체의 점도의 농도의존성을 측정하여 얻어진 직선의 농도를 0으로 외삽함으로써 고분자 물질의 극한점도 [n] (dL/g)를 구할 수 있다. 극한점도는 액체(검액) 운동점도 측정에는 우베로오데형 점도계를 쓴다.모세관의 안지름은 흘러내리는 시간이 200~1000 초가 되는 점도계를 선택한다.조작법 검체를 관 1로부터 가만히 넣고 점도계를 수직으로 가만히 놓았을 때 검체의 액면이 구 A의 두 개의 표선 사이에 오도록 한다. 이 점도계를 의약품각조에서 규정하는 온도(±0.1℃)의 항온조에 구 C가 완전히 물속에 잠기도록 넣고 수직으로 유지하여 검체가 규정하는 온도가 될 때까지 약 20 분간 방치한다. 관 3을 손가락으로 막고 공기 기포가 관 2 속에 들어가지 않도록 하여 관 2의 위끝으로부터 약하게 흡입하여 액면을 구 C의 중심부까지 끌어 올린 다음 흡입을 그치고 관 3의 입구를 열고 곧 관 2의 입구를 열어 액면이 구 B의 위 표선에서 아래 표선까지 흘러내리는 시간 t(초)를 측정한다.K의 값은 미리 점도계보정용표준액을 써서 같은 방법으로 시험하여 정해 둔다. 다만 이 때의 온도는 의약품각조에서 규정하는 온도에 따른다.제 2 법 회전점도계법 이 측정법은 뉴턴액체 또는 비뉴턴액체에 적용하는 방법이며 보통 액체 속을 일정한 각속도로 회전한느 로터에 작용하는 힘 (토크)을 용수철의 비틀림 정도로 검출하여 점도로 환산하는 원리를 응용한 측정법이다.다음 장치 및 조작법으로 점도를 측정한다.장 치 점도측정은 다음 어느 하나의 장치를 쓴다.가) 공축이중원통형회전점도계는 같은 중심축을 갖는 바깥쪽통 및 안쪽통의 틈새에 액체를 채워 바깥쪽통 또는 안쪽통을 회전시킬 때 액체에 의하여 원통 사이에 전달되는 토크 또는 각속도를 측정하는 점도계이다.안쪽통을 비틀림정수가 k인 철사에 매단다. 안쪽통 및 바깥쪽통의 반지름을 각각 Ri, Ro로 하고 안쪽통이 액체에 잠기는 부분의 길이를 l로 한다. 액체를 바깥쪽통에 넣어 일정한 각속도w로 회전시키면 액체의 점성 때문에 안쪽통도 회전을 시작하지만 철사에 토크 T가 생기기 때문에 안쪽통은 ?만큼 회전하여 균형이 잡힌다. 이때 w와 ?의 관계를 측정하여 액체의 점도 n를 계산한다.n : 액체의 점도 (mP토크를 측정하는 점도계이다. 미리 점도계교정용표준액을 써서 시험적으로 장치정수 Kb를 정해 액체의 점도 n를 계산한다.n : 액체의 점도 (mPa*s)kb : 장치정수 (rad/cm^3)w : 각속도 (rad/s)T : 원통면에 작용하는 토크 (10^-7 N*m)점도계의 대략의 정 수(K)모세관안지름 (mm) [허용차 : ± 10 %]구 B의 용량 (mL)[허용차 : ± 10 %]운동점도의측정범위(mm^2/s)0.0050.010.030.050.10.30.51.03.05.010.030.050.01000.460.580.730.881.031.361.551.832.432.753.274.325.206.253.04.04.04.04.04.04.04.04.04.04.04.05.05.01 ~ 52 ~ 106 ~ 3010 ~ 5020 ~ 10060 ~ 300100 ~ 500200 ~ 1000600 ~ 30001000 ~ 50002000 ~ 100006000 ~ 3000010000 ~ 5000020000 ~ 100000다) 원추평판형회전 점도계는 같은 회전축을 갖는 평원판 및 위쪽의 각도가 큰 원추의 간극에 액체를 넣고 한 쪽을 회전시켜 다른 쪽이 받는 토크 또는 각속도를 측정하는 점도계이다.원추와 평원판의 각도 a의 간극에 액체를 헌혹 원추 또는 평원판을 일정한 각속도 또는 일정한 토크로 회전시켜 정상상태에 도달할 때의 평원판 또는 원추가 받는 토크 또는 그것에 해당하는 각속도를 측정하여 액체의 점도 n를 계산한다.n : 액체의 점도 (mPa*s)ㅠ : 원주율R : 원추의 반지름 (cm)a : 평원판과 원추가 만드는 각도 (rad)w : 각속도 (rad/s)조작법 점도계는 그 회전축이 수평면에 대하여 수직이 되도록 설치한다. 측정에 필요한 양의 검액을 장치에 채운 다음 의약품각조에서 규정하는 온도가 될 때까지 방치한다. 검체의 점도를 측정 정밀도 1 % 이내로 측정할 필요가 있는 경우 측정계의 온도제어는 ±0.1℃ 이내로 유지할 필요가 있다. 검액이 규정온도가 된 것을 확인한 다.

자연과학| 2009.12.12| 8페이지| 1,500원| 조회(531)

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나일론 합성 실험보고서

실험제목(나일론 합성)일반 화학 실험학과학번이름Title : 나일론 합성Introduction : 최초의 합성 고분자였던 나일론의 합성을 통하여 고분자의 특성을 이해한다.Principle & Theory일반적으로 많은수의 단량체인 소위단위체들이 반복적으로 결합된 분자를 고분자 또는 거대분자라고 한다. 보통 수백개에서 수십만 개의 원자들이 공유결합으로 연결된 복잡한 구조의 분자를 말한다.이런 고분자는 자연에도 다양한 형태로 존재한다. 식물세표의 벽은 셀룰로스라고 하는 3000개 이상의 글루코스라는 탄수화물이 복잡하게 연결된 분자로 되어있고 단백질은 수천또는 수만개의 아미노산이 연결된 것이다. 유전정보를 전달해주는 DNA도 염기분자들 사이의 수소결합으로 이중 나선 구조라는 독특한 모양을 유지하는 고분자이다.인공적으로 합성된 고분자가 본격적으로 개발되기 시작한 것은 1930년대 부터였다.고분자는 분자의 양쪽에 다른 분자와 공유결합을 할 수 있는 작용기를 가진 단량체들을 반복적으로 결합시키는 중합 반응으로 만들어지는 중합체이다. 효소에 의하여 철저하게 조절되는 생체 반응에서 만들어지는 천연고분자와는 달리 인공적으로 합성된 고분자들은 분자의 크기와 모양이 일정하지 않고 상당한 분포를 갖는 경우가 많다. 따라서 합성과정을 조절해서 몰 질량과 모양이 일정한 고분자를 만들어내는 것이 고분자 합성의 핵심이 된다.지금까지의 합성 고분자는 대부분의 경우에 탄소를 중심으로 하는 유기 고분자가 대부분이었다. 나일론과 같은 합성 섬유와 "비닐"이라고 흔히 부르는 폴리 에틸렌 등이 모두 그런 유기 고분자의 예이다. 유기 고분자의 탄소수가 많아지면 일반적으로 고분자가 딱딱해지는 경향이 있어서 가공이 힘들어진다. 그런 경우에는 소량의 기소제를 첨가하여 고분자의 물리적 특성을 향상시키기도 한다.최근에는 실리콘과 같은 원소를 이용한 무기 고분자들도 활발하게 개발되고 있다. 최근에는 실리콘과 같은 원소를 이용한 무기 고분자들도 활발하게 개발되고 있다. 건축이나 실내장식등에 많이 사용되는 실리콘 염화탄소와 같은 유기용매에는 잘 녹지 않는다. 한편 염화 세바코일은 물에는 잘 녹지 않고 유기 용매에 잘 녹는 특성을 가지고 있다. 따라서 수산화 나트륨을 촉매로 포함하는 수용액과 유기 용매사이의 계면에서 중합반응이 진행되어 나일론 6,10이 생성된다. 수용액이나 유기용매에 잘 녹는 발광물질을 첨가하면 색이 있는 나일론을 만들수도 있다.나일론 합성 반응식나일론은 polyamide계열의 섬유입니다.o||-C -- NH -나일론은 축합중합(condansation polymeryzation)에 의해 생성됩니다.또한 step growth polymeryzation으로 진행됩니다.출발물질은 아디픽엑시드(Adipic acid)와 헥사 메틸렌 디아민(Hexamethylene diamine)입니다.이 물질들의 탄소수가 6개씩이기 때문에 나일론 6,6라고 합니다.만약 탄소수가 6개 10의 물질을 쓰게되면 나일론 6,10 이라고 합니다.Adipic acid + Hexamethylene diamine ---가열----> salt form ---가열---->나일론 6,6 + 2 H20O O|| ||n (HO-C-C4H8-C-OH) + n (H2N -C6H12-NH2)---가열---->Adipic acid Hexamethylene diamine- - + +n ( O-CO-C4H8-CO-O ) ( H3N-C6H12-NH3 ) ---가열---->salt form-(-CO-C4H8-CO-NH-C6H12-NH-)- n + 2n H2O나일론 6,6아디픽엑시드(Adipic acid)와 헥사 메틸렌 디아민(Hexamethylene diamine)을 가열하게 되면 adipate salt 즉 염의 형태로 되는데 이때 당량비가 1:1이 되기때문에 당량비를 맞추는 것이 반응의 수율에 큰 영향을 미치게 됩니다.염의 형태에서 더 가열하게 되면 물이 빠지면서 축합중합이 일어나게 되어 나일론이 생성되게 됩니다.*핵심개념 및 관련개념중합반응 - 중합은 단위체라 불리는 간단한 분자들이 서로 결합하여 거대한 고분자2H5OH 에탄올)-O- 에테르기 (예 : CH3OCH3 디메틸에테르, C2H5OC2H5 디에틸에테르)-CO- : 카르보닐기, 케톤기 (예 : CH3COCH3 디메틸케톤, CH3COC2H5 에틸메틸케톤)-COO- : 에스테르기 (예 : HCOOCH3 포름산메틸, CH3COOC2H5 아세트산에틸)-CHO : 알데히드기, 포르밀기 (예 : HCHO 포름알데히드, CH3CHO 아세트알데히드)-COOH : 카르복시기 (예 : HCOOH 포름산, CH3COOH 아세트산)-NH2 : 아미노기 (예 : CH3NH2 메틸아민, C6H6NH2 아닐린)-NO2 : 니트로기CnH2n+1 : 알킬기CH2=CH－CH2－ : 알릴기Ar- : 아릴기 (* 방향족화합물에서 수소원자 1개를 뺀 원자단의 총칭)C6H5- : 페닐기단량체 - 단위체라고도 하며 고분자화합물 또는 화합체를 구성하는 단위가 되는 분자량이 작은 물질이다.중합체 - 분자가 중합하여 생기는 화합물로 단위체와 대응되는 말이다.계면화학 - 계면 또는 계면 부근의 물리적, 화학적, 현상을 연구하는 화학의 한 분야이다.표면장력, 삼투, 게면전위 등 기초적인 문제에서부터 유체-유체 간의 모세혈관 현상, 유체-고체 간의 계면현상, 계면활성제, 계면의 동적현상 등에 대해서도 다 룬다.계면중합 - 계면중합은 두 단량체가 혼합되지 않는 두 용매 내에 존재할 때 일어난다. 즉 반응은 두 액체 사이의 계면에서 일어난다. 실제에 있어서는 중합반응이 비교적 낮은 온도에서 신속히 일어날 때만 공정이 효과적으로 진행될 수 있다. 그러나 용융중합에서 필요로 하는 온도보다 훨씬 낮은온도에서 고분자 합성이 된다는 면에서 그 중요성이 있다.계면중합에서 얻어진 중합체의 분자량은 용융중합에서 얻어진 것들보다 대체로 훨씬 더 크다. 계면중합공정은 domine과 diacid chloride를 단량체로 사용하는 경우 가장 잘 일어난다. 단량체 분자들은 단량체 분자들의 성장하는 것보다 중량체 분자들이 훨씬 더 빨리 반응하는 경향이 있다. 왜냐하면 반응이 너무 빨라서다.Apparatus & Reagents실험기구 : 비커(250 mL), 눈금피펫(5 mL), 핀셋, 유리막대(젓게), 오븐, 저울실험시약 : 헥사메틸렌다이아민, 염화 세바코일, 다이클로로메탄 또는 사염화탄소페놀프탈레인(또는 식용색소), 메탄올 또는 아세톤, 수산화나트륨*시약 조사사염화 탄소요약 - 메테인의 수소원자 4개를 염소로 치환한 화합물로서 정사면체 구조이며 오존층 파괴물질로 알려져 있다. 유지류 용제, 소화제, 훈증제, 살충제 등에 사용한다.본문화학식 CCl4. 클로로폼과 비슷한 특유의 냄새가 나는 무색의 액체이다. 분자량 153.82, 녹는점 －22.86℃, 끓는점 76.679℃, 비중 1.542이다. 에탄올에서 석유에 이르는 많은 유기용매와 임의의 비율로 섞인다. 메테인과 염소를 빛을 조사(照射)하면서 반응시키면 다른 메테인의 염화물을 수반하며 생기지만, 이황화탄소에 염소를 반응시켜 제조하는 경우가 많다. 메테인과 마찬가지로 정사면체 구조를 가지며, C-Cl결합의 길이는 1.77A(옹스트롬)이다.유지류(油脂類)의 용제나 분석시약으로 사용한다. 인화성이 없고 증기가 무거워서 예전에는 기름에 의한 화재의 소화제로 사용하였지만, 간과 신장에 유독한 포스젠을 생성한다는 것이 밝혀져 사용하지 않는다. 독성이 강하여 저농도 만성노출에서도 간장, 신장에 손상을 주며 오존층 파괴물질로 알려져 있다.헥사메틸렌다이아민요약 - 헥사메틸렌 탄화수소와 아민 작용기를 가지고 있는 다이아민이다. 강한 아민 냄새가 나며 나일론 중합체의 원료이다.본문1,6-헥세인다이아민(1,6-Hexanediamine) 또는 1,6-다이아미노헥세인(1,6-Diaminohexane)이라고도 한다. 화학식 H2N(CH2)6NH2. 분자량 116, 끓는점 100℃(20 mmHg), 녹는점 42℃이다. 작은 판 모양 또는 작은 잎 모양 결정이다. 피페리딘과 비슷하게 강한 아민 냄새가 난다. 물·에탄올·벤젠 등에 녹는다. 안정하지만 가연성이다. 따라서 강한 산화제, 강한 산, 유기 원료 등을 같이 두어 물질들은 일반적으로 탄소원자가 다른 4개의 원자와 결합해 있는 경우(산성형)에는 무색을 띠고, 다른 3개의 원자와 결합하여 분자가 평면에 가까운 구조를 이루고 있는 경우(염기성형)에는 붉은색을 띤다. 이러한 성질 때문에 지시약으로 사용이 가능하다. 페놀프탈레인은 1871년 바이어에 의해서 처음으로 합성되었으며, 프탈산무수물(無水物)과 페놀을 가열하여 축합 반응을 진행시키면 만들어진다.수산화 나트륨요약 - 화학식은 NaOH, 분자량은 39.997g/mol, 대표적인 강염기로 순수한 수산화나트륨은 흰색결정이다. 공기 중에서 수증기를 흡수해 스스로 녹는 조해성이 있으므로 공기와의 접촉을 차단하여 보관해야 한다.본문대표적인 강염기, 수산화나트륨수산화나트륨은 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.조해성수산화나트륨의 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

자연과학| 2009.12.12| 12페이지| 2,000원| 조회(1,092)

나일론, 일반화학, 나일론합성, 나일론합성실험

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크로마토 그래피

실험제목(크로마토 그래피)일반 화학 실험학과학번이름Title: 크로마토 그래피Introduction: 정상과 역상 크로마토그래피에 의한 색소의 분리를 통하여 크로마토그래피의 원리와 극성의 개념을 배운다.Principle & Theory혼합물을 구성하는 화합물의 종류와 농도는 산-염기나 EDTA 적정 또는 여러 가지 분광법 등을 이용한 직접 분석 방법으로 알아낼 수 있는 경우도 있다. 그러나 대부분의 경우에는 혼합물을 각각의 성분으로 분리하는 것이 분석의 필수적인 중간 과정이 된다. 뿐만 아니라 화합물의 분리는 원하는 물질을 순수한 상태로 얻기 위한 수단으로도 중요하다. 화학에서 사용되는 분리 방법에는 침전, 여과, 확산, 원심분리, 증류, 용매 추출, 전기영동 등 여러 가지가 있지만 크로마토그래피는 요즈음 가장 많이 사용되는 중요한 분리 방법의 하나이다.크로마토그래피에는 화합물이 고체 표면에 흡착되는 정도의 차이를 이용한 "흡착 크로마토그래피" , 작은 분자가 교대로 결합된 겔의 틈새를 잘 침투하는 효과를 이용하는 "겔투과 크로마토그래피", 주어진 pH에서 화합물이 해리해서 생긴 이온의 전하 차이를 이용하는 "이온교환 크로마토그래피"와 용매에 녹는 정도가 다른 점을 이용한 "분배 크로마토그래피"등의 여러 가지 방법이 있다. 이 실험에서는 가장 흔하게 사용되는 분배 크로마토그래피를 다루기도 한다.석유에터를 혼합한 용액에 분자의 극성이 다른 설탕, 아세트산, 식용유를 넣고 흔들어준 후 두 층으로 갈라지게 하면 극성이 큰 설탕은 대부분이 극성이 큰 물에 녹아있고, 극성이 작은 식용유는 극성이 작은 석유에터에 녹아있게 된다. 물보다 극성이 작은 아세트산은 물과 석유에터층에 비슷하게 분배된다. 이와 같이 물질마다 두 가지 용매에 대한 분배계수가 다른 점을 이용하는 크로마토그래피를 "분배 크로마토그래피"라고 한다. 고체 표면에 얇은 액체의 막을 입힌 정지상 사이로 극성이 다른 용액(이동상)을 흘려주면서 두 액체 사이에 물질의 분배가 일어나도록 하는 경우를 액체-액체 분배 크로마토그래피라고 하고, 기체를 이동상으로 이용하는 경우를 기체-액체 분배 크로마토그래피라고 한다.처음에는 실리카겔이나 알루미나 같이 극성이 큰 고체 표면에 물 같이 극성이 큰 액체 막을 입힌 정지상과 극성이 작은 용액을 이동상으로 사용하는 정상 액체 크로마토그래피 방법이 개발되었다. 실험 A에서는 실리카겔의 얇은 막을 알루미늄이나 플라스틱 판에 입힌 정지상을 사용하는 얇은층 크로마토그래피를 이용해서 색소를 분리한다. TLC에서의 이동상은 보통 전개제라고 부르며, 뷰탄올, 아세트산,암모니아처럼 물보다 극성이 작은 화합물의 혼합 용액이 많이 사용된다. 모세관 현상으로 전개제가 TLC판 위쪽으로 전개될 때 시료 분자들도 함께 퍼지게 되는데, 시료 분자들이 정지상에서 노출된 실리카겔의 실란올기와 이동상 사이에 분배되는 계수가 다르기 때문에 전개제가 위쪽으로 올라가면서 시료 분자들이 분리된다. 각 시료가 움직인 거리와 용매가 움직인 위치(용매선)까지의 거릐 비를 "Rf값" 이라 하며, 이 값은 화합물과 사용하는 전개제의 종류에 따라 독특한 값을 나타내기 때문에 물질의 확인에 매우 유용하다.이와는 달리 역상 액체 크로마토그래피에서는 옥타데실기(-C18H37,흔히 "C-18기"라고 함)처럼 긴 탄화수소 사슬이 공유결합으로 결합된 막을 입힌 작은 입자를 정지상으로 사용한다. 탄소와 수소는 전기음성도의 차이가 작기 때문에 C-H 결합은 무극성이고,37개의 C-H결합을 가진 C-18기로 된 정지상은 극성이 대단히 낮은 분자 단위의 액체막이라고 생각할 수 있다. 역상 액체 크로마토그래피에서는 물과 유기용매를 섞어서 극성을 조절한 혼합용액을 이동상으로 사용한다. 역상 크로마토그래피의 원리는 그림 8-2로 나타낼 수 있다.극성이 다른 색소의 혼합물을 C-18카트리지에 통과시키면 극성이 작은 색소는 C-18기와 상호작용을 하기 때문에 정지상에 오래 머물게 되고, 물과 상호작용을 더 잘하는 극성이 큰 화합물은 물을 따라 먼저 흘러나오게 된다.--------------------------------------------------------------------｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca｜｜｜

자연과학| 2009.12.12| 8페이지| 2,000원| 조회(209)

일반화학, 크로마토 그래피, 크로마토, 크로마토그래피원리

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양쪽성 금속수산화물 실험보고서 평가B괜찮아요

일반 화학 실험(양쪽성 금속 수산화물)학과학번이름1. Title - 양쪽성 금속수산화물2. Introduction- 수산화 나트륨의 순수한 용액을 염화아연 용액에 넣으면 흰 침전 이 생성된다. 침전이 형성되면 둘로 나눈다. 한쪽에 과량의 수산화 나트륨을 넣으면 침전이 녹는다. 나머지 한쪽에 염산을 넣으면 역 시 침전이 녹는다. 이러한 아연의 양쪽성 수산화물의 반응을 알아 보자.3. principle & theory알루미늄, 크로미늄, 그리고 아연같은 어떤 금속 수산화물은 센 산이나 센 염기와 반응한 다. 즉 그들은 양쪽성이다. 수산화 알루미늄은 대표적 양쪽성 화합물이다.산으로 작용하는 수산화 알루미늄은 센 염기 용액에 녹는다.Al(OH)3(s) + 3HCl(ag) -> NaAl(OH)4(ag)염기로 작용하는 수산화 알루미늄은 센 산에 녹아 알루미늄염과 물로 된다.Al(OH)3(s) + 3HCl(ag) -> AlCl3(ag) + 3H2O양쪽성, 물질이 산 또는 염기 어느 쪽과도 반응하는 성질. ≒양성.양쪽성 화합물의 정의는 산에 대하여 염기로 작용하고, 염기에 대하여 산으로 작용하는 화합물이라고 정의되어진다. 물론 이것은 금속성 비금속성과는 상관없는 이야기이다. 예를 들면 주석 ·납 ·비소 ·안티몬 등의 수산화물이나 산화물, 단백질 ·아미노산 등은 양쪽성화합물이다. 최근 고분자화합물로 양쪽성을 나타내는 것이 많이 합성되고 있다. 물론 이것은 양쪽성 화합물이다. 양쪽성 원소라고 할때 이것은 순수한 원소 그 자체로 있는 경우보다 산화되어진 산화물의 형태로 있는 것들이 많다. 그래서 양쪽성 원소라기보다는 양쪽성 산화물이라고 하는 것이 더 정확한 표현이다. 양쪽성산화물은 대부분이 Al, Sn, Pb, As, Sb 등과 같이 경우에따라 금속 또는 비금속으로도 볼 수 있는 원소의 산화물이거나, 전이원소의 중간 정도인 산화수의 산화물이다. 비소 같은 것은 주기율표상으로는 비금속인 질소족에 포함되어 있어서 비금속이라고 불려지긴 하지만 금속성을 아주 많이 가지고 있는 원소이다.양쪽성수산화물, 산에 대해서는 염기로, 염기에 대해서는 산으로 작용하는 수산화물. 수산화물을 탈수하면 산화물이 되므로, 양쪽성산화물이 수화하여 수산화물로 된 것을 양쪽성수산화물이라고 보면 된다. 양쪽성수산화물은 산의 형식으로도 표기할 수 있으며, 각각의 산 및 염기로도 표기 가능하다.중화반응이란 산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 반응이다.중화반응 도중에 열이 발생하는데 이것이 중화열이다. 중화 반응은 발열 반응이기 때문에 반응이 진행될수록 온도가 올라간다. 만약 짙은 농도의 강한 산과 강한 염기의 용액을 섞으면 매우 폭발적인 반응이 일어나 온도가 급격히 올라가므로 화상의 위험이 있다. 따라서 강한 산성, 염기성 용액은 묽혀 사용해야 한다.앙금이란, 액체의 바닥에 가라앉는 물질, 액체 속에서 용해도가 낮은 물질이 고체 형태로 석출되어 침강하는 반응이다. 양이온과 음이온이 정전기적 인력으로 결합하는 물질을 이온성물질, 염이라고 한다. 대부분의 염은 물에 잘 용해되지만 석회석(CaCO3)이나 황산바륨(BaSO4)의 경우, 이들은 이온성 물질이지만 물에 거의 용해되지 않는다. 이와 같이 물에 잘 녹지 않는 염을 불용성염이라고 하고 흔히 앙금 또는 침전물이라고 간략하게 말한다.이온 간의 앙금 생성 반응은 용액 속에 들어 있는 이온을 검출하는 데 이용 되기도 한다.염화나트륨(NaCl)수용액과 질산은(AgNO3)수용액을 반응시키면 염화은(AgCl)의 흰 앙금을 만드는데, 이것은 염화나트륨의 수용액의 염화이온(Cl-)과 질산은 수용액의 은이온(Ag+)이 반응에 실제 참여하여 앙금을 만든 것이며 실제 반응에 참여하는 이온을 알짜이온이라고 한다. 이 밖에도 검은색 앙금인 황화구리(CuSO4),노란색 앙금인 요오드화납(PbI2),요오드화은(AgI) 등의 유색의 앙금도 있다. 일반적으로 나트륨염, 칼륨염, 질산염, 암모늄염 등은 물에 잘 용해되어 앙금을 만들지 않는다.4. Apparatus & Reagents기구- 비커(250mL , 500mL, 1L), 메스 플라스크(500mL). 깔때기, 깔때기 받침대, 거름 종이, 메스실린더(100mL), 스포이트, 피펫(25mL)시약- 0.5M ZnCl2 용액, 1M NaOH 용액, 1M HCl 용액*시약조사염화아연화학식 ZnCl2. 무색의 결정성 분말로, 녹는점 313 ℃, 끓는점 732 ℃, 비중 2.91(25 ℃)이다. 조해성이 있으며, 물에 잘 녹고(25 ℃에서 물 100 g에 432 g 녹는다), 수용액에서 결정화시키면 여러 종류의 수화물이 생긴다. 수용액은 약한 산성을 보인다. 공업적으로는 산화아연이나 아연의 부스러기를 염산에 녹여서 철 ·알루미늄 등의 불순물을 제거한 다음 농축하여 만든다. 실험실에서 순수한 것을 만들기 위해서는 무수(無水)에테르 속에서 순수한 아연과 염화수소를 반응시킨다. 시판품은 다소의 염기성염을 함유하고 있는 일이 많다. 유기합성에서는 각종 축합반응 등의 촉매로 사용된다. 또, 탈수제 ·살균제, 목재의 방부제, 활성탄의 제조, 건전지 재료, 의약품 등으로 사용된다. 납땜의 페이스트 재료로도 사용된다.수산화나트륨화학식은 NaOH, 분자량은 39.997g/mol, 대표적인 강염기로 순수한 수산화나트륨은 흰색결정이다. 공기 중에서 수증기를 흡수해 스스로 녹는 조해성이 있으므로 공기와의 접촉을 차단하여 보관해야 한다.염산염산은 이온화도가 큰 산이다. 100개의 염화수소분자가 물에 녹아 평형이 이루어지면 약 92개의 분자가 해리되어 92개의 수소이온(H+)과 92개의 염화이온(Cl-)의 상태로 존재하고, 약 8개의 분자가 염화수소(HCl)로 존재한다. 이렇게 물에 녹인 분자의 거의 대부분이 해리됨으로써 용액 속 수소이온의 농도를 높여주고, 따라서 강한산성용액이 되는 것이다.5. Procedure1. 500 mL 비커에 100 mL의 0.5M 염화아연 용액을 준비한다.2. 250 mL 비커에 250 mL의 1M 수산화나트륨 용액을 준비한다.3. 다른 250 mL 비커에 250 mL의 1M 염산 용액을 준비한다.4. 수산화나트륨 용액을 서서히 염화아연 용액에 첨가한다. 이 때 불투명한 흰색의 젤라틴 침전이 생기는 것을 확인한다.5. 생긴 침전을 두 개의 500 mL 비커에 나누어 담는다.6. 한 쪽에는 계속해서 과량의 수산화 나트륨 용액을 넣는다.7. 다른 한 쪽에는 염산 용액을 넣는다.8. 양쪽 비커에 침전에 일어나는 반응을 기록한다.6. result1. 염화아연 용액에 수산화나트륨을 첨가하면 흰색의 수산화아연 침전이 젤라틴 형태로 생성되었다.2. 수산화나트륨을 더 첨가하면 수산화아연 침전이 착이온(사수산화아연 이온) 으로 되어 녹지만 여전히 뿌옇게 되어 있었다.3. 염산을 첨가하면 녹아서 투명해졌다.7. discussion & Feeling양쪽성 금속 수산화물의 성질과 반응을 관찰하는 이 실험에서 간단한 실험 이 였지만 여러 가지에 대해서 알 수 있었다.

자연과학| 2009.12.12| 6페이지| 2,000원| 조회(1,194)

일반화학, 양쪽성, 양쪽성금속, 양쪽성금속수산화물, 양쪽성금속결과, 양쪽성금속실험

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