*영* 스토어

*영*

개인

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

7개
전체 판매량

100개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A
자료문의 응답률

-

전체자료 7개

[일반화학실험]sulfite를 이용한 효소반응의 저해

Ⅰ. 실험 목표감자나 과일 등을 자르게 되면 잘려진 부분이 갈색으로 변하는 현상을 관찰할 수 있는데 이를 효소 갈색화 반응(enzymatic browning reaction)이라고 한다. 이 실험에서는 감자를 이용해 이 반응에 대해 알아보고 효소/비효소 갈색화 반응 저해제로서의 sulfite의 기능을 알아본다.Ⅱ. Theoretical Background1. 갈색화 반응가공 식품의 색깔이 가공, 저장 중에 갈색 또는 흑갈색으로 변화하는 과정을 갈변(browning)이라고 부르며 갈변을 가져오는 반응을 갈변 반응(browning reaction)이라고 한다. 갈변 반응은 식품의 가공 또는 저장 중 단순히 색깔을 갈색으로 변화시킬 뿐만 아니라 갈변 반응에서 형성된 성분들은 그 가공 식품의 냄새와 맛에도 큰 영향을 준다.식품의 갈변 반응에는 여러 가지 종류가 있으나 일반적으로 효소가 직접 관여하는 효소적 갈변 반응(enzymatic browning reaction)과 효소의 관여없이 일어나는 비효소적 갈변 반응(non-enzymatic browning reaction)으로 분류되며 이를 세부적으로 나누면 다음과 같다.▶ 분류1) 비효소 갈색화 반응(nonenzymatic browning reaction)- Maillard reaction(amino carbonyl reaction 또는 melanoidine reaction)- Caramelization(캬라멜화 반응)- Ascorbic acid oxidation(아스콜빈산의 산화에 의한 갈변)2) 효소 갈색화 반응(enzymatic browning reaction)- Polyphenol oxidase 반응(diphenol oxidase, polyphenolase)- Tyrosinase 반응 (monophenol oxidase)2. 효소 갈색화 반응(enzymatic browning reaction)사과, 살구, 바나나, 가지, 감자, 고구마 등은 갈변이 잘 일어나는 식품의 대표적인 예이다. Polyphenol 류를 화 되므로 효소적 갈변 반응은 일어날 수 없고 다만 가열 처리하기 전의 식품에서 일어날 수 있다.이 효소에 의한 갈변 반응은 크게 polyphenoloxidase에 의한 갈변과 이와 본질적으로 같은 작용을 하는 tyrosinase에 의한 갈변으로 구분한다.1) Polyphenoloxidase에 의한 갈변반응① 갈변 반응의 메카니즘Polyphenoloxidase(catecholase, polyphenolase, diphenoloxidase)는 주로 o-diphenol 인 catechol 또는 그 유도체 등이 공기 중의 산소 존재 하에 quinone 또는 그 유도체로 산화하는 반응을 촉매하여 준다. 여기서 생성된 quinone 또는 그 유도체들은 반응성이 매우 강하기 때문에 비효소적으로 계속 산화 중합 또는 축합되어 흑갈색의 melanin 색소를 형성한다. Quinone 또는 그 유도체에서 최종적으로 melanin 색소에 이르는 과정은 급속도로 진행되는 매우 복잡한 과정으로 그 자세한 경로에 대해서는 아직 확실하게 규명되어 있지 않다.② 효소의 성질PPO(Polyphenoloxidase)는 구리(Cu)를 함유하고 있는 산화 효소이다. 이 효소는 식물의 종류에 따라서 그 성질이 다소 다르며 또한 이 효소가 작용하는 기질의 종류도 효소의 출처에 따라 다소 다르다. 일반적으로 과실에서 추출된 PPO는 pH 5.0 ~7.0에서 최고의 활성을 가지며, pH가 낮은 과실은 산성 측에, 산이 적은 과실은 중성 가까이에 최적 pH가 있다.이 효소는 구리이온 (Cu2+)에 의해서 활성화되며 염소이온(Cl-)에 의해서 억제된다. 한편 polyphenoloxidase는 dihydroxyphenylalanine, pyrogallol, catechol, p-hydroxybenzene 등에 특히 잘 작용한다고 한다. 또한 대부분의 polyphenoloxidase는 두 개의 수산기 (-OH)중에서 하나의 수산기(-OH)에 대하여 ortho 또는 para 위치에 수산기(-OH)가 amino기pachrome으로 알려진 적색의 5,6-Quinone- indole-2-carboxylic acid를 형성한다. 이 중간 생성체는 다시 갈색의 indole-5,6-quinone을 거쳐 계속 축합, 중합 반응을 통하여 최종적으로 흑갈색의 melanin 색소를 형성한다.3. 효소 갈색화 반응의 억제1) 효소 작용의 억제① 효소의 불활성화효소에 의한 갈변 반응을 억제하는 가장 효과적인 방법은 PPO를 불활성화 시키는 것이다. 즉, 효소의 본체는 단백질이므로 가열에 의하여 쉽게 불활성화된다. 대부분의 채소류나 과실류를 가공할 때 실시되는 데치기(blanching)는 그 본래의 목적이 통조림 또는 병조림할 채소류나 과실류 내부의 호흡가스를 제거하는 데 있으나 동시에 가열에 의한 효소들의 불활성화에 대해서도 효과적인 과정이 된다.② 최적 조건의 변동모든 효소들은 각각 효율적으로 작용할 수 있는 최적의 pH, 온도 및 기타의 조건들이 있다. PPO(Polyphenoloxidase)의 경우 최적 pH는 일반적으로 5.8~6.8이다. 따라서 식품의 pH를 citric acid, malic acid, 염산, 인산 등을 가하여 산성으로 변동시키면 효소작용을 억제할 수 있다. PPO는 pH 3.0 이하에서는 그 활성이 완전히 상실된다. 또한 식품 자체를 저온에 둠으로써 효소 작용을 억제할 수 있으나 저온에 둘 경우 효소 작용은 -10℃까지 계속되므로 식품의 온도를 -10℃이하로 유지하여야 한다. 한편, PPO의 작용은 소금, thiourea(티오요소) 등에 의해서도 상당히 억제되나 실제로 사용되는 소금의 농도는 1% 내외이므로 그 억제 작용은 완전하지 못하다.2) 산소의 제거갈변 반응이 효소에 의한 것이거나 효소에 의하지 않은 것이거나 산소가 존재하지 않으면 갈변 또는 갈변 반응의 중요 과정인 산화 반응은 원칙적으로 일어나지 않는다. 따라서 잘 밀폐된 용기에 식품을 넣어 공기를 제거하거나 공기 대신에 탄산가스 또는 질소 등으로 대체시키면 갈변 반응을 효과적으로 억제할 수 있다.한과실 조직 내에 용해되어 있는 산소를 급속히 환원시키고 PPO의 기질이 될 수 있는 물질들을 환원 상태에 둔다고 한다. 그러나 손상된 과실 조직에서는 ascorbic acid가 산화에 의해서 그 대부분이 손실되었기 때문에 PPO에 의해서 형성된 quinone류는 ascorbic acid의 환원 작용을 받지 못하며 계속 산화 중합되어 갈색 물질을 생성한다.5) 환원성 물질의 첨가①아황산가스(SO2)또는 아황산염 용액의 이용아황산가스와 아황산염들은 갈변 반응 특히 효소에 의한 갈변 반응을 효과적으로 억제한다. 즉, 아황산염은 quinone과 부가화합물을 형성하여 산화가 더 이상 진행되는 것을 억제한다. 실제로 감자, 사과, 복숭아 등의 가공에 있어서 갈변 반응을 억제하기 위하여 아황산가스처리법(sulfuring)과 아황산염 용액 침지법이 이용된다.아황산가스 처리법은 이들 식품들의 건조 또는 저장 중의 갈변을 억제하기 위해서 아황산가스를 노출 흡수시켜주는 방법이다. 이 방법은 비용이 적게 드나 건조식품에 흡수되는 아황산가스의 농도를 조절할 수 없고 부식성이 큰 아황산가스를 폐기가스로 처리하여야 하는 큰 단점이 있다.한편, Na2SO3(아황산 소다), NaHSO3(산성아황산 소다)의 일정한 농도의 용액에 이들 식품의 절편들을 침지한 후 건조 또는 냉동하는 아황산염 용액 침지법은 식품 속에 흡수된 아황산가스의 농도를 일정하게 조절할 수 있고 또한 부식성의 아황산가스가 발생하지 않는 등의 장점이 있으나 비용이 많이 든다.② SH 화합물Cystenine, glutathione 등의 일부 SH화합물은 효소에 의한 갈변 반응을 억제하여 준다. 예를 들면, 파인애플에 함유된 어떤 SH화합물은 파인애플의 갈변을 크게 억제하여 준다. 이와 같은 SH화합물의 갈변 억제 작용은 일반적으로 chlorogenic acid, tyrosine 또는 3,4-dihydroxyphenylalanine등이 산화되어 형성하는 quinone류와 부가화합물을 형성하여 산화가 더 이상 진행되는 것을 억제하적으로 나타내는 단어이다.환원작용이 있어서, 수용액이나 습한 상태에서는 황산염이 되기 쉽다.Sulfite는 식품 가공에 있어서의 항 세균제, 항 산화제, 효소/비효소 갈색화 반 응 저해제로서 쓰인다.감자, 비이커, 강판, 시험관, 시험관 받침대, 피펫, 열 교반기Ⅳ. 실험 방법① 1g의 catechol을 100ml의 물에 녹여 1%의 catechol 용액을 만든다.② 200~250ml의 물을 500ml 비이커에 끓인다.③ 감자를 강판에 갈아서 약 200ml의 물에 넣어 흔든 후 여과지를 이용하여 걸러낸다. (여과된 용액을 추출물 A로 한다. 주먹만한 크기의 감자 1/4 정도 크기를 사용하면 충분하다.)④ 약 5ml의 추출물 A를 시험관에 담아 끓는 물에서 약 5분간 중탕한 후 식힌다.(이를 추출물 B로 한다.)⑤ 다음과 같은 혼합물들을 준비하여 색깔의 변화를 5분 후와 1시간 후에 각각 관찰한다.시험관 1 : 10ml의 물 + 1ml의 추출물 A시험관 2 : 10ml의 1% catechol 용액 + 1ml의 추출물 A시험관 3 : 10ml의 1% catechol 용액 + 1ml의 추출물 B시험관 4 : 9ml의 1% catechol 용액 + 1ml의 2% sulfite 용액 + 1m의 추출물 A(이 때 sulfite용액을 추출물보다 먼저 넣어준다. 순서 : 9ml의 1% catechol 용액 → 1ml의 2% sulfite 용액 → 1ml의 추출물 A)⑥ 갈색으로 변화된 혼합물에 1ml의 2% sulfite 용액을 넣은 후 그 색깔 변화를 관찰한다.Ⅴ. Data & Results시험관 종류색깔의 변화시험관 1(물 10ml+추출물A 1ml)변화 없음시험관 2(1% catechol용액 10ml+추출물A 1ml)녹갈색으로 변했음시험관 3(1% catechol용액 10ml+추출물B 1ml)변화 없음시험관 4(1% catechol용액 9ml+2% sulfite용액 1ml+추출물A 1ml)변화 없음시험관 2(갈색으로 변색된 시험관) + 2% sulfite용액 1mL 첨가 없다.

자연과학| 2006.09.29| 7페이지| 1,000원| 조회(600)

일반화학실험, 효소반응, sulfite, 서울대 화학, 효소반응의 저해

미리보기

닫기
[화학]아스피린의 합성

Ⅰ. 실험 목표가장 성공적인 의약품의 하나인 아스피린의 합성을 통하여 유기합성의 의미를 배운다.Ⅱ. Theoretical Background1) 에스테르화 반응(Esterification)carboxylic acid의 산성 수소 원자가 다른 hydrocarbon group으로 치환된 형식의 화합물, 즉 RCOOR'의 구조 단위를 가지는 화합물을 에스테르(ester)라고 부른다. carboxylic acid를 소량의 센 산 존재 하에서 alcohol과 반응시키면 ester가 생기는데, 이 반응을 에스테르화 반응(esterification)이라고 한다.1. Mechanism① carbonyl group에 양성자화(protonation)가 일어남.② alcohol 분자가 양전하를 띤 탄소원자를 친핵성 공격.③ 탈수가 일어나 ester를 생성.2. 반응의 특성? 동위원소 18O로 표지한 알코올을 사용한 실험을 통하여 H2O로 빠져나오는 산소는 carboxylic acid의 O임이 알려져 있다.? 완결되는 반응이 아닌 평형 반응이므로 반응 물질 중 어느 한 가지를 과잉으로 넣어주거나 생성된 ester를 증류하여 제거하여 주면 평형이 오른쪽으로 치우쳐 에스테르의 수득률을 높일 수 있다.? esterification의 반응속도는 산의 세기에 큰 영향을 받지 않으며, 입체 장애(steric hindrance)가 중요한 요인이 된다. 따라서 곁가지가 적은 alcohol과 carboxylic acid가 반응할 때 그 속도가 가장 빠르다.2) 재결정(Recrystallization)재결정이란 결정을 용융(melting)시키거나 용매에 용해(dissolution)시켜 결정구조를 완전히 분열시킨 후에 다시 결정을 형성하게 함으로써 불순물이 용융액이나 용액 속에 남아 있게하여 순도(purity)를 높이는 방법이다.? 용융법(fusion method)은 새로 결정이 형성될 때 이것들과는 잘 분리되지 않는 점성이 있는 액체(여기에 불순물이 포함되어 있다)가 결정에 자주 끼어들어가무로 잘 정제가 잘된다. 차가운 상태에서는 결정을 다 녹일 수 없는 정도의 용매의 양에 불순물이 포함된 고체를 가열하여 녹이고 난 후 다시 용액을 식히면 결정이 생겨 가라앉게 된다. 이때의 결정의 양은 차가울 때의 온도와 따뜻할 때의 온도에서의 용해도의 차이에 의해 결정된다.온도의 상한선은 용매의 끓는점까지 제한되고 하한선은 필요에 따라서 결정되며 용매의 어는점이 문제이기는 하나 보통 얼음물조(ice-water bath)가 사용된다. 원래의 고체 속에 있던 불순물은 가열함으로써 용매 속으로 녹아 들어가 용액을 완전히 식힌 다음에도 계속 용해된 상태로 존재하게 된다. 이것을 거름종이로 거르면 순도가 높은 결정을 얻게 된다. 만약 뜨거운 용매에도 불순물이 녹지 않고 존재한다면 뜨거운 용액을 거름종이에 거른 후에 용액을 식힌다.3)감압 여과(aspirating)플라스크 내의 압력을 낮추어 빠른 속도로 여과 과정이 일어나도록 하는 방법이다. 간이 aspirator는 수도꼭지에 연결하여 사용할 수 있게 되어있다. 그 원리는 베르누이의 정리에 의한 것으로, 유체의 속력이 빨라지면 압력이 감소한다는 것이다. 즉, 수도꼭지에서 나가는 물의 속력으로 인해 그 옆부분의 압력이 감소하므로 플라스크 안에서 공기를 끌어오게 되고, 플라스크 안의 압력이 낮아지는 식으로 감압이 일어난다.Ⅲ. 실험 기구 및 시약물중탕, 가열기, 저울, 삼각플라스크(50mL), 비이커, 얼음, 유리막대, 스탠드, 클램프, 눈금실린더, 감압거름장치(뷰흐너깔대기, 감압플라스크), 녹는점 측정장치, 온도계, 거름종이, 얼음살리실산(salicylic acid, C6H4(OH)COOH)분자량 138.11g/mol, 녹는점 159℃, 끓는점 약 211℃, pKa1=2.81, pKa2=13.4, 살리실산은 방부제로 쓰이고, 그 유도체로서 의약으로 쓰이는 것이 많다.아세트산 무수물(acetic acid, CH3COOH)분자량 60.052g/mol, 녹는점 16.635℃, 끓는점 117.8℃85% 인산(phosphoric aci. 3가의 산으로 pK1, pK2, pK3는 2.15, 7.20, 12.35석유에터(petroleum ether)끓는점 30℃~60℃, 석유를 증류하여 얻어진 유분 주로 벤젠 및 헥산으로 이루어지고 인화하기 쉽다. 에테르? 알코올무수물에는 잘 녹으나 물에는 녹지 않는다.에틸에터(ethyl ether, (C2H5)2O)대표적인 에테르로서 디에틸에테르 또는 간단히 에테르라고도 한다. 녹는점 -116.3℃, 끓는점 34.5℃, 진한 황산과 가열하면 알코올을 생산한다.Ⅳ. 실험 방법① 살리실산 2.5g을 50mL 삼각플라스크에 넣고 아세트산 무수물 3mL을 넣는다. 이때 용기 벽에 묻은 살리실산을 모두 씻어낼 수 있도록 용기 벽을 따라 무수물이 흘러내리도록 하는 것이 좋다.② 물중탕 장치를 준비하여 삼각플라스크를 고정시킨다.③ 85% 인산 3∼4 방울을 촉매로 넣어주고 70∼85℃로 유지하여 10분간 가열하면 반응이 완결된다.④ 이 용액에 증류수 2mL를 조심스럽게 아스피린 합성 장치에 넣어서 반응하지 않고 남아있는 아세트산 무수물을 분해시킨다. 아세트산 무수물이 분해되는 동안에 아세트산 증기가 발생하므로 실험실의 환기가 잘 되도록 한다.⑤ 아세트산 증기가 더 이상 발생하지 않으면 플라스크를 물중탕에서 꺼내 증류수 20 mL를 넣어주고 실온까지 냉각시킨다.⑥ 아스피린 결정이 생성되지 않을 경우 플라스크를 얼음물로 냉각시키고 유리 막대로 플라스크 안쪽을 긁어준다.⑦ 생성된 결정을 감압여과기로 걸러낸 후 5mL의 얼음물로 씻고, 다른 거름종이로 옮겨 공기 중에서 10-20분 동안 말려서 무게를 잰다.⑧ 아스피린 1.0g 정도를 덜어서 삼각플라스크에 넣고 5mL의 에틸에터를 넣어서 물중탕으로 가열하여 녹인다. 녹지 않는 물질이 있을 경우 거름종이로 걸러 제거한다.⑨ 여과된 용액에 석유에터(끓는점 30∼60℃) 15mL를 가한 후에 용액을 젓지 말고 얼음물에 담가두어 침전이 생기도록 한다.⑩ 생성된 침전을 거르고 소량의 석유에터로 씻은 후에 다른 거름종이에 옮겨 말린다.Ⅴ.물의 부피 : 3mL③ 사용한 아세트산 무수물의 무게(밀도=1.08g/ml) :④ 얻은 아스피린의 무게 : 7.68-0.49g=7.19g⑤ 아스피린의 이론적 수득량C6H4(OH)COOH + CH3COOCOCH3 → C6H4(OCOCH3)COOH + CH3COCH3(살리실산) (아세트산 무수물) (아스피린)살리실산의 몰수 = 2.50g ÷ 138.11g/mol = 0.0181mol아세트산 무수물 = 3.24g ÷ 102.089g/mol = 0.0317mol한계반응물은 살리실산이므로 아스피린은 0.0181mol이 만들어진다.∴ 아세트산의 이론적 수득량 = 0.0181mol × 180.159g/mol = 3.26g⑥ 수득률(%) :2) 아스피린의 녹는점 측정 - 이 실험은 사정상 수행하지 않았다.Ⅵ. Discussion1) 일반 화학 실험 홈페이지의 질문1. 살리실산 1.4g과 아세트산 무수물 3.1g을 사용했다면 몇 g의 아스피린을 얻겠는가?살리실산 1.4g의 몰수 : 1.4g ÷ 138.11g/mol = 0.010mol아세트산 무수물 3.1g의 몰수 = 3.1g ÷ 102.089g/mol = 0.030mol한계반응물은 살리실산이므로 아스피린은 0.010mol이 만들어질 것이다.∴ 아세트산의 이론적 수득량 = 0.010mol × 180.159g/mol = 1.80g0.010mol × 180.159g/mol = 1.80g이다.그러나 실제 실험 시 100%의 수득률은 불가능하므로 실제로 얻어지는 아스피린의 양 은 1.80g보다 작을 것이다.2. 아스피린을 가수분해하면 살리실산과 아세트산이 된다. 이 반응을 식으로 써라.C6H4(OCOCH3)COOH + H2O → C6H4(OH)COOH + CH3COOH아스피린의 합성은 에스테르화 반응이다. 에스테르화 반응의 역반응이 아스피린의 가수분해 반응이다. 에스테르화 반응은 1차 알콜(또는 페놀류)과 카르복시산이 반응하여 1차 알콜의 H와 카르복시산의 OH가 떨어져 나가면서 에스테르가 생성되는 반응으로 떨어져나간 H와 OH는 H세트산이 생성된다. 이 반응은 평형반응이므로 많은 시간이 지나도 반응이 완결되지 않고 평형 상태를 이룬다. 따라서 생성물을 최대한 얻으려면 르샤틀리에의 원리에 따라 반응물을 과량으로 넣어주어야 한다.3. 실험 중에 물을 넣어서 남은 아세트산 무수물을 분해시키는 과정이 있다. 이때 일어나는 변화를 반응식으로 써라.CH3COOCOCH3 + H2O → 2CH3COOH이 실험에서 아세트산 무수물이 과량으로 첨가되었으므로 반응 후 아세트산 무수물이 삼각 플라스크 내에 남아있게 된다. 여기에 물을 가하여 아세트산 무수물 한 분자를 아세트산 두 분자로 분해시킨다. 이 때 아세트산 증기가 발생할 수 있는데 이 증기는 유해하므로 창가나 후드 안에서 실험하는 것이 좋다.4. 아세트산 무수물과 아세트산과의 차이점이 무엇인지 설명하여라.무수(無水, Anhydrous)라는 말은 물이 없다는 말로, 아세트산 무수물(CH3COOCOCH3)은 아세트산(CH3COOH) 2분자에서 물(H2O)이 제거되어 축합된 구조를 지닌다. 아세트산 무수물은 살리실산과 반응하여 아스피린과 아세트산을 생성시킨다. (아래 반응식 참조)반면 아세트산은 살리실산과 에스테르화 반응을 하여 아스피린과 물을 생성시킨다.(2.번의 반응식 참조) 아세트산으로 반응을 진행시킬 경우, 반응에서 생성된 물이 아스피린을 가수분해 시키는 역반응을 일으키므로 아세트산 무수물을 사용할 때보다 아스피린이 더 적게 얻어지는 쪽으로 평형이 이동하게 된다. 따라서 아세트산보다는 아세트산 무수물을 사용하는 것이 아스피린 합성에 더 효과적이다. 또 아세트산이 아세트산 무수물에 비해 상대적으로 친전자성이 약하므로 더 까다로운 반응 조건 하(산 촉매 하에서 반응 온도를 더 높여줘야 하며 반응 시간도 더 길어진다.)에서 실험해야 한다.2) 그 밖의 논의실험방법①에서 용기 벽에 묻은 살리실산을 모두 씻어낼 수 있도록 용기 벽을 따라 무수물이 흘러내리도록 하라고 지시되어 있으나 실험자의 미숙함과 부주의로 인해 피펫에 오히려 살리실산 분말을 묻혔고, 아세

자연과학| 2006.09.29| 5페이지| 1,000원| 조회(2,110)

아스피린, 일반화학실험, 아스피린의 합성, 합성, 서울대 화학

미리보기

닫기
[화학]아미노산의 적정 평가A+최고예요

Ⅰ. 실험 목표아미노산의 pKa는 수용액 내의 짝산과 짝염기의 농도가 같을 때의 pH라는 것은 Henderson - Hasselbalch equation을 살펴 보면 알 수 있다. 적정곡선 상에서 보면 염기를 가하여도 pH가 그다지 변화하지 않는 변곡점에서의 pH가 아미노산의 pKa이다. 이렇게 아미노산 용액을 염기성 용액으로 적정하면 적정곡선을 통해서 당량점과 pKa를 찾을 수 있다.오늘 실험에서는 aspartic acid, phenylalanine, lysine 세가지 아미노산에 대하여 NaOH 용액으로 적정한 그래프를 얻어, 각 아미노산의 pKa값과 당량점을 구하고 실험에 쓰인 아미노산을 알아낸다.Ⅱ. Theoretical Background1) 중화적정(neutralization titration)중화반응을 이용한 적정.산 또는 염기의 표준용액을 사용하여 농도를 알 수 없는 염기 또는 산을 적정함으로써 정량분석(定量分析)하는 방법이다. 화학반응 중에서 중화반응은 매우 신속하게 진행되고, 산염기 지시약에 의해서 중화점을 쉽게 알 수 있기 때문에 산 또는 염기를 정량할 수가 있다. 산의 표준용액을 사용하여 염기를 적정하는 염기적정과, 염기 표준용액을 사용하여 산을 적정하는 산적정이 있으며, 산염기적정이라고도 한다. 산의 표준용액으로는 염산 또는 황산을 사용하고, 염기의 표준용액으로는 수산화나트륨 또는 수산화바륨 등을 사용한다.일반적으로 강한 산이나 강한 염기인 경우에는 중화점에서 지시약의 색 변화가 뚜렷하여 정확한 적정을 할 수 있으나, 약산과 약한 염기 또는 약산과 강한 염기인 경우에는 가수분해에 주의해야 하며, 적당한 지시약을 선택해야 한다. 또, 약산과 약한 염기인 경우에는 중화점 부근에서 pH의 변화가 작아, 지시약을 사용해도 중화점을 정할 수가 없다. 따라서 이와 같은 경우에는 전기적정 등을 사용한다.1. 적정곡선(titration curve)시료용액의 여러 가지 특성이, 적정의 진행에 따라 변화하는 상태를 나타낸 그래프.보통은 그래프의 가로축에 염기성 아미노산)과 같이 분류한다.① α-아미노산 : 일반식 RCH(NH2)COOH. 글리신(R=H) 이외의 α-아미노산은 비대칭탄소원자를 가지고 있으며 광학이성질체가 존재한다. 아미노산은 닌히드린반응에 의해 청자색을 띤다. 아미노산 혼합물은 이온교환 크로마토그래피로 쉽게 분리할 수 있으므로, 이것을 닌히드린 반응과 조합해 각 아미노산을 동정 ? 정량화 할 수 있다.아미노산은 분자 속에 아미노기와 카르복시기가 있기 때문에, 양쪽성전해질의 성질을 갖고 각각에 특유의 등전점이 있다. 결정화하기 쉬우며 보통 맛이 있다. 일반적으로 물에 잘 녹으나 유기용매에는 녹기 어렵다. 융점은 높고 잘 분해한다.② β-아미노산 : 단백질에는 포함되어 있지 않다. 대표적인 것으로 β-알라닌이 있다.③ Υ-, δ- 아미노산 등 : Υ-아미노부티르산(GABA), 카르니틴, δ- 아미노레불린산, δ- 아미노-n-길초산 등이 있다. GABA는 신경전달물질의 하나로 볼 수 있으며, 카르니틴은 미토콘드리아 속에서 지방산 신진대사에 관여한다.1. 각 아미노산의 pKaAspartic acid Phenylalanine Lysine2. 각 Amino acid의 적정곡선① Aspartic acid의 적정곡선과 각 단계에서의 Ralative fraction② Phenylalanine의 적정곡선과 각 단계에서의 Phenylalanine구조※ 위 그래프는 Java 애플릿을 이용하여 그린 것이므로 다소 오차가 있을 수 있습니다.③ Lysine의 적정곡선과 각 단계에서의 Lysine구조3) pH meter의 원리전형적인 pH 복합전극은 유리전극과 기준전극을 함께 모은 것과 같은 모양을 하고 있다. 이 전지의 선 그림은 다음과 같다.유리막Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(aq)∥H+(aq, outside)? H+(aq, inside), Cl-(aq)|AgCl(s)|Ag(s)└─────────┘ └─────┘ └─────┘ └─────────┘외부기준전극 유리전극(외부의 H+) 유리전극(내부의 H+) 내부기준전극전값은 1.00(보통 0.98보다 크다.)에 가깝다. 이 값은 유리의 형태와 각 전극에 따라 다른 값을 갖는다. 비대칭 전위로 물리는 상수항은 실제로 어떤 유리도 양면이 모두 같을 수는 없으므로, 막 양측의활동도가 같을지라도 작은 전압이 존재한다. pH를 알고 있는 용액으로 전극을 보정하여 비대칭 전위를 바로잡아야 한다.Ⅲ. 실험 기구 및 시약미지 시료 A, B, C (aspartic acid, phenylalanine, lysine)1M HCl, 0.1M NaOH50mL 뷰렛, 10mL 피펫과 피펫 필러, 100mL 비이커저울 (0.001g 단위까지 측정)Ⅳ. 실험 방법① pH meter보정, autoshutoff 장치 끄기② 실험은 4인 1조로 하고 1조당 pH meter 1개, amino acid 2개씩 한번씩만 적정한다.③ 준비조는 원액 amino acid solution(0.1M)을 10ml씩 취한다.④ 0.1M NaOH 용액을 2조당 250ml씩 제조한다.⑤ NaOH 용액 적당량을 buret에 넣어서 미지의 아미노산 용액에 한 방울씩 떨어뜨리면서 pH meter를 이용하여 pH를 측정한다.⑥ 이때 사용한 염기의 부피와 그때의 pH에 대한 값을 얻는다.⑦ 여기서 얻은 data를 이용해서 각각에서 대략적인 pKa값과 당량점 그리고 사용한 아미노산의 종류를 알아낸다.Ⅴ. Data & Results1) 실험 데이터 및 적정 곡선 그래프1. A(Aspartic acid)2. B(Phenylalanine)NaOH(mL)pH0.01.251.11.282.01.343.01.424.01.515.01.626.01.747.01.848.01.979.02.1010.02.2411.02.4012.02.5713.02.8415.07.6716.08.4117.28.7918.08.9819.09.1720.09.3321.09.51NaOH(mL)pH0.01.521.01.583.01.795.02.047.02.329.02.6511.03.0213.03.3815.03.7117.04.0718.04.32 0.100mol모든 라이신을 L2+로 바꿀 수 있는 충분한 양의 염산이 첨가되지 않았다.라이신 0.0959mol중 0.0041mol은 L2+로, 0.0918mol은 L+로 존재한다.모든 라이신을 L2+로 바꾸지 않았기 때문에 적정곡선을 얻으려는 원래의 목적 에 맞지 않게 용액이 제조된 셈이 되었으나, 이 용액의 초기 pH를 구해보면,2. 짝산과 짝염기의 농도가 같을 때의 pH의 이론값짝산과 짝염기의 농도가 같을 때, pH = pKa 이므로,① 아스파르트산 : pH=1.99([A+]=[A]), 3.90([A]=[A-]), 10.0([A-]=[A2-])② 페닐알라닌 : pH = 2.20([P+]=[P]), 9.31([P]=[P-])③ 라이신 : pH = 2.04([L2+]=[L+]), 9.08([L+]=[L]), 10.7([L]=[L-])3. 당량점에서의 pH의 이론값① 아스파르트산 : (1.99 + 3.90)/2 = 2.95, (3.90 + 10.0)/2 = 6.95② 페닐알라닌 : (2.20 + 9.31)/2 = 5.76③ 라이신 : (2.04 + 9.08)/2 = 5.56, (9.08 + 10.7)/2 = 9.893) 이론값과 실험 결과와의 비교 및 오차계산1. 적정하기 직전① 아스파르트산(Asp) 이론값 : 1.56, 실험값 : 1.52② 페닐알라닌(Phe) 이론값 : 1.30, 실험값 : 1.252. 짝산과 짝염기의 농도가 같을 때짝산과 짝염기의 농도가 같을 때, pH = pKa 이므로,① 아스파르트산(Asp)아스파르트산의 pKa가 1.99, 3.90, 10.0(pKa1부터 순서대로)이므로 pH가 pKa2에서 pKa3로 바뀌는 동안에 지나가게 되는 당량점이 가장 알아내기 쉽다.(pKa값들 사이의 간격이 크므로) 이 실험에서 얻은 적정곡선 그래프를 당량점이 나타난 pH를 고려해서 고찰했을 때 우리가 얻은 당량점이 바로 두 번째 당량점임을 추측할 수 있다. 이러한 전제를 바탕으로 이론값과 실험값을 비교해 보겠다. (시간부족의 문제로 NaOH가 20mL를 초: 7.67(NaOH : (5+10)mL)※ 라이신(용액 C)은 실험시간의 부족으로 실험하지 못하였다.Ⅵ. Discussion이 실험에서는 적정반응의 변화를 관찰하기 위해 지시약을 사용하는 대신 pH meter를 사용하여 pH의 변화를 비교적 정밀히 측정하였고, 따라서 적정곡선을 얻을 수 있었다.짝산과 짝염기의 농도가 같은 지점(pH=pKa인 지점)과 그 부근에서는 pH 변화율이 작다는 것을 알 수 있는데 이는 짝산과 짝염기의 농도가 같은 지점에서 완충 용량(Buffer capacity)이 최대이기 때문이다.염산의 농도가 잘못 제조되었다는 사실을 모른 채로 실험을 실행한 것이 가장 큰 타격이었다. 잘못 알려진 농도를 바로 잡고(일반화학실험게시판에 있음) 계산을 해보니 우리가 얻은 적정 곡선이 터무니 없는 것은 아니었다. 당량점을 제외한 부분에서는 계산 결과 오차의 범위가 5%미만이었으며 이는 만족할만한 결과라고 할 수 있다. 그러나 당량점에서는 최대 오차가 약 33%나 발생하였다. 이는 당량점에서 pH변화가 급속하게 일어나므로 NaOH 용액 한 두 방울의 차이가 상당히 큰 pH 변화를 가져오기 때문이다. 또한 실험 시작 전 용액에 대해 잘못된 정보를 가지고 실험에 임했기 때문에 당량점을 올바르게 예측하지 못했고 이로 인해 당량점 부근에서 용액을 떨어뜨리는 양을 미리 줄이지 못하였기 때문에 당량점에서의 측정에 큰 오차가 발생한 것이라고 할 수 있다. 이러한 오차는 용액의 농도를 올바르게 제조하고, 당량점 부근에서 용액을 방울방울 떨어뜨려 pH의 변화를 측정함으로써 극복할 수 있다. 당량점 부근이 아니더라도 pH를 측정하는 구간을 좁힐수록 더 정확한 적정 곡선을 얻을 수 있다.1) 도함수를 이용한 종말점 결정당량점이 2개 있는 아스파르트산의 경우, 적정 곡선을 눈으로 살펴보면 두 번째 당량점은 한눈에 보이는데 반해, 첫 번째 당량점을 발견하기가 매우 어렵다는 것을 알 수 있다. 이는 A+가 너무 약한 염기이기 때문이다. (마찬가지로 A2+가 너무 강한 산이기 때문확한

자연과학| 2006.09.29| 12페이지| 1,000원| 조회(1,826)

일반화학실험, 아미노산, 적정곡선, 아미노산의 적정, 서울대 화학

미리보기

닫기
[일반 화학]비타민 C의 정량 평가A+최고예요

비타민 C의 정량Ⅰ. 실험 목표적정의 개념을 알고 산화-환원 적정을 이용하여 비타민 C와 1:1로 반응한다고 알려진 dye를 비타민 C로 적정해서 분자량을 측정해보고, 실제 반응비를 계산한다. 이를 바탕으로 비타민 C의 농도를 모르는 sample solution(오렌지주스)을 적정하여 그 solution에 들어있는 비타민 C의 농도를 알아낸다.Ⅱ. 이론적 배경1. 적정(Titration)적정은 농도를 알고 있는 시료 용액(titrant)을 반응이 완결될 때까지 분석할 시료(analyte)에 가하여 정량하는 과정을 말한다. 정량 분석에서 가장 널리 쓰이고 중요한 분석 방법 중 하나라고 할 수 있다. 대개 뷰렛을 이용하여 용액을 가한다. 적정에서는 분석할 시료가 모두 소모될 때까지 가하는 용액이 빠르고 완전하게 반응에 의해 소모되어야 한다.분석 시료가 모두 소모되었음을 아는 방법은① 전극 쌍 사이의 전압이나 전류의 갑작스런 변화를 측정하거나,② 지시약의 색 변화를 관찰하거나,③ 반응 진행 동안의 흡광도를 측정하는 방법등이 있다.가해진 titratant의 양이 analyte와 화학량론적으로 반응하는데 필요한 정확한 양과 같게 되는 점을 당량점(equivalence point)이라 한다. 당량점은 적정에서 추구하는 이상적인 결과이다. 반면 실제 적정에서 측정하게 되는 점은 종말점(end point)이라고 하는데, 종말점은 지시약의 색 변화나 전압의 변화 등 용액의 물리적 성질의 갑작스런 변화에 따라 결정된다. 당량점과 종말점과의 차를 적정오차(titration error)라고 한다. 적정오차는 실험에서 소량의 excess titrant가 있어야 종말점임을 인식할 수 있기 때문에 어쩔 수 없이 발생하는 것으로, blank titration을 행하여 그 양으로 적정 오차를 보정할 수 있다.적정을 하기 위해서는 반응이 정량적이어야 하고, 반응속도가 빨라야 한다.2. 비타민 C의 화학적 특성먼저 비타민 C의 화학적 성격을 살펴보면 L-ascorbic acid는 dehydro와 dehydro-L-ascorbic acid사이의 변환은 가역적 산화, 환원 변환이지만 dehydro-L-ascorbic acid이 2,3-diketo-L-gulonic acid로 산화되는 것은 비가역적 반응이다. 즉 비타민 C는 dehydroascorbic acid로 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 환원제로서 작용할 수 있는 물질이다.비타민 C는 동물의 collagen을 합성하는데 필수적이다. 비타민 C가 부족하면 collagen합성과정이 차단되어 괴혈병의 전형적 증상인 출혈, 감염 및 뼈의 연화 등의 증상이 나타난다. (collagen은 혈액응고에 관여하는 물질이다.)collagen을 합성하는 효소는 2가 상태의 철분(Fe2+)과 느슨하게 결합하고 있어야 활성형 효소로 작용하며, 철분이 산화되어 3가 상태(Fe3+)로 변하면 활성이 없어진다. Ascorbic acid는 3가 상태(Fe3+)의 철분을 2가 상태(Fe2+)로 환원시켜 주며 효소의 성분인 SH기를 환원상태로 유지시켜 주는 기능이 있기 때문에 collagen합성을 도와주는 조효소(coenzyme) 구실을 한다.이와 같이 비타민 C가 강력한 환원력을 지닌 물질이기 때문에 collagen합성을 도와줄 수 있으며, 이 외에도 산화-환원 반응이 개입된 중요한 생명현상이 있다면 비타민 C가 필요할 것이라는 것을 예상할 수 있을 것이다.3. Vitamin C와 Dye의 산화-환원 적정 반응? Vitamin C : C6H8O6 (M.W. = 176.13)? Dye(DPIP, 2,6-dichlorophenolindophenol) : C12H6Cl2NO2Na (F.W. = 290.1)Ⅲ. 실험 기구 및 시약1. 실험 기구50ml buret, 스탠드, 클램프, 폐수처리용 비이커, 50ml beaker(dye)100ml 삼각 플라스크, 100ml volumetric flask, 500 ml volumetric flask 1개.10.0 ml pipet, 흰종이2. 시약DPIP (2,6-dichlorophenolin. 실험 방법실험 1. 표준 Vitamin C solution으로 표준 Dye solution의 적정① 1%(질량비) Oxalic acid 2.5 L 제조(예비조)② Vitamin C stock solution 제조Vitamin C stock solution : 약 0.01g 을 100 ml v.f.에 1% oxalic acid로 녹인다.(2조당 하나씩 준비한다.)DPIP(Dye) stock solution : 미리 준비된 용액을 덜어서 사용한다.③ Vitamin C stock solution 약 5ml로 뷰렛을 씻는다.④ Buret을 Vitamin C stock solution으로 뷰렛을 채운다.⑤ 100ml 삼각플라스크에 Dye 10.00 ml을 옮긴다.(주의할 것. 옮기는 양이 정확하지 않으면 오차가 심해짐)⑥ 삼각 플라스크 밑에 흰 종이를 깔아주고 적정을 시작한다.⑦ 색이 붉은 색에서 투명하게 변하는데, 1% oxalic acid의 색깔과 같아질 때가 종말점이다.⑧ 실험 간 오차가 0.1ml 이내가 되도록 실험을 반복한다.(2-3회)실험 2. 주스 안에 있는 Vitamin C 정량① 주스 용액 20 ml를 1% oxalic acid 용액으로 100ml까지 묽힌다. (이를 samplesolution 이라고 하자.) - 예비조 준비.② 뷰렛을 sample solution(5ml)으로 한번 헹구어 준 후에 sample solution으로 뷰렛 을 채운다.③ 100ml 삼각플라스크에 Dye 10.00 ml을 옮긴다.(주의할 것. 옮기는 양이 정확하지 않으면 오차가 심해짐)④ 삼각 플라스크 밑에 흰 종이를 깔아주고 적정을 시작한다.⑤ 색이 붉은 색에서 연한 노란색(주스가 묽혀진 색)으로 변하는데, 붉은 색 분위기가없어질 때가 종말점이다.⑥ 실험 간 오차가 0.1ml 이내가 되도록 실험을 반복한다.(2-3회)Ⅴ. Data & Results실험 1. 표준 Vitamin C solution으로 표준 Dye solution의 적정ⅰ) 실험 결과1차2차3차평균치18.0m① 반응에 참여한 Dye의 몰 수② Vitamin C의 분자량 계산비타민 C의 분자량을라고 하면, 반응비를 1:1로 가정할 때,반응한 비타민의 몰수는 반응한 Dye의 몰수와 같으므로따라서 이 실험을 통해 결정된 비타민의 분자량은 149.5이다.③ 오차 계산ⅲ) Vitamin C와 Dye가 실제 반응하는 몰수의 비 (Vitamin C의 알려진 분자량 이용)① 반응한 Vitamin C의 몰 수② Vitamin C와 Dye가 실제 반응하는 몰수의 비Vitamin C : Dye =실험 2. 주스 안에 있는 Vitamin C 정량ⅰ) 실험 결과1차2차평균치47.0mL48.0mL47.5mL※ 이 실험에서 우리 조는 오렌지주스를 10배 묽혔다.(실험 안내에는 5배 묽히는 것으 로 나와있다.)ⅱ) Dye와 반응한 sample solution의 부피에 들어있는 Vitamin C의 질량 (반응비는 위에 서 구한 실제 반응비인 1:1.178을 이용)sample solution 47.5mL에 들어있는 Vitamin C의 질량을라고 하면ⅲ) sample solution 100mL에 들어있는 Vitamin C의 질량따라서 오렌지주스 100mL에 들어있는 Vitamin C의 질량을 구하려면sample solution은 주스를 10배 묽힌 것이므로이 된다.ⅳ) 오차 계산제품에 표시된 Vitamin C의 함량은 35mg/100mL이므로Ⅵ. Discussionⅰ) Vitamin C를 oxalic acid에 녹이는 이유Vitamin C는 2가의 산이다. 즉, Vitamin C는 수용액에 녹아서 2개의 수소이온을 내놓고 Dehydroascorbic acid(Vitamin C의 짝염기)가 된다. 수용액 속의 Vitamin C는 그의 짝염기인 Dehydroascorbic acid와 평형상태를 이루게 되는 것이다. 그러나 이 실험에서는 산의 형태인 Vitamin C가 산화 환원 반응에 참여해야 하므로 oxalic acid에 Vitamin C를 녹여야 한다. oxalic acid는 -COOH기를 두개 리에의 법칙에 의해서 평형이 왼쪽(Vitamin C쪽)으로 치우치게 되고 결과적으로 이는 Vitamin C의 산화를 막는 역할을 한다.ⅱ) Vitamin C와 Dye가 실제 반응하는 몰수의 비가 정확히 1:1이 아닌 이유실험상의 오차를 그 이유로 들 수 있다. 실험상의 오차도 그 원인을 다양한 각도에서 분석할 수 있다. 먼저 용액의 제조에서 오차가 생겼을 가능성이 크다. Vitamin C 0.010g을 100mL의 옥살산수용액에 녹였는데 0.010g은 눈으로 보아도 매우 작은 양임을 한 번에 알 수 있었다. 이렇게 작은 양이면 시료 한 알을 덜 녹이더라도 그것이 오차에 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 또, 실험기구의 미비함으로 인해 volumetric flask를 이용하여 옥살산수용액의 부피를 맞출 때, 눈금과 메니스커스를 정확하게 일치시키는데 어려움이 있었다. 또한 부피 플라스크가 완전히 건조되지 않은 것을 사용했을 경우, 이미 플라스크 내부에 붙어있는 미량의 시약이나 증류수가 용액의 농도에 영향을 미쳤을 수 있다. 이러한 요인들로 인하여 용액의 정확하지 않은 농도로 제조되었을 가능성이 있고, 이는 오차의 가장 큰 요인 중 하나다.둘째로 삼각플라스크에 Dye를 옮기는 과정에서 오차가 발생했을 가능성이 있다. 피펫을 이용하여 Dye를 옮길 때, 피펫 눈금을 눈높이에 맞추어서 메니스커스(오목면)가 눈금과 일치하도록 읽어야 하지만 정확하게 측정하지 못했을 가능성이 있고, Dye를 삼각 플라스크에 옮기는 과정에서 Dye가 피펫 내벽 또는 피펫의 끝에 미량 방울의 형태로 달라붙어 정확한 10.00mL가 옮겨지지 않았을 가능성이 있다.셋째로 적정 시 삼각 플라스크 밑에 색변화를 쉽고 정확하게 알아보기 위해 흰 종이를 깔고 적정을 시작하지만 이는 근본적으로 오차의 요인을 포함하고 있다. 색깔이 없어지는 것을 눈으로 관찰하는 것은 정확하지 못하다. 미묘한 변화를 포착할 수 없기 때문이다. 색깔이 완전히 없어진 것인지 아주 약간 붉은색을 띠고 있는지를 판단하기가 매

자연과학| 2006.09.29| 6페이지| 1,000원| 조회(3,565)

일반화학실험, 일반화학, 비타민C, 비타민 C의 정량, 서울대 화학실험

미리보기

닫기
[화학실험]마그네슘의 연소

마그네슘의 연소Ⅰ. 실험 목적마그네슘을 연소시키면 산화 마그네슘이 생성되고, 그 반응식은 다음과 같다.Mg + 1/2 O2 → MgO이 실험에서는 일정한 양의 마그네슘과 결합하는 산소의 양을 측정하여 마그네슘과 반응하는 산소의 당량을 알아내고 이를 통해 일정성분비의 법칙을 확인한다.Ⅱ. 실험 기구 및 시약Mg turnings, 뚜껑이 있는 사기 도가니 2개, 도가니 집게, 쇠그물, 링 스탠드, 토치, 저울, 시계Ⅲ. 이론적 배경일정성분비의 법칙 : 주어진 화합물에서 그 물질을 구성하고 있는 원소의 질량비는 일정하 며 그 물질의 근원 또는 제조 과정과는 무관하다. 단 이때의 화합물은 순수한 물질이어야 한다.이 법칙은 1799년 프루스트(Joseph Louis Proust)가 주장하였다. 이에 반대되는 생각을 가진 대표적인 사람이 베르톨레(Claude Louis Berthollet)였다. 베르톨레는 각 물질은 폭넓은 범위 안에서 변화할 수 있는 분자식을 가진다고 주장하였다. 당시에는 구리의 황화물이나 철의 산화물 등이 2가지 이상 존재함을 몰랐기 때문에 베르톨레의 주장이 설득력을 가질 수 있었던 것이다. 수년간의 싸움 끝에, 결국 프루스트가 승리하여 일정 성분비의 법칙은 ‘법칙’으로 인정받게 되었다.Ⅳ. 실험 방법1. 깨끗하게 씻은 도가니를 4~5분 정도 가열하여 말린다.2. 도가니가 실온으로 식으면 도가니의 무게(도가니+뚜껑)를 측정한다.3. 도가니에 Mg turning 약 0.2g을 넣고, 무게(도가니+뚜껑+Mg)를 다시 측정한다.4. 뚜껑을 닫고 토치로 가열을 시작한다.(이 때 불꽃이 너무 약하면 도가니에 그을음이 많이 생기게 되어 오차가 생길 수 있다. 그을음을 최소화하려면 처음에는 약한 불꽃으로 서서히 가열하고 이어 불꽃의 가장 뜨거운 부분으로 가열하는 것이 좋다.)5. 대략 10분 후 토치를 끄고 도가니를 그대로 놔둔 채 1-2분간 식힌 다음 공기가 들어갈 수 있도록 도가니 집게로 뚜껑을 들어주었다가 곧 닫는다. (이때 마그네슘이 빛을 내면서 타는 것을 볼 수 있을 것이다. 너무 강하게 가열하면 흰 연기가 많이 발생하게 되는데 이 연기가 바깥으로 빠져 나가지 않도록 조심해야 한다.)6. 다시 10분 동안 가열한 다음 뚜껑을 열어 준다.7. 4~6번 과정을 반복하여 마그네슘이 더 이상 빛을 내지 않으면 가열을 중지하고 도가니를 식힌다.8. 실온으로 냉각시킨 다음 뚜껑을 열고 스포이드로 2~3방울의 물을 떨어뜨려 흰 가루를 모두 적신다.9. 도가니를 다시 약한 불꽃으로 서서히 가열한 다음 센 불꽃으로 10분 동안 가열해 준다.10. 실온까지 냉각시킨 다음 뚜껑을 덮은 채로 무게(도가니+뚜껑+마그네슘산화물).를 측정한다.(도가니 +뚜껑)의 질량(g)36.014g(도가니 +뚜껑+Mg)의 질량(g)36.240gMg의 질량(g)0.226gMg의 몰 수(mol)(0.226g) / (24.31g/mol) = 0.00930mol(도가니+뚜껑+Mg산화물)의 질량(g)36.360g산소의 질량(g)(36.360g) - (36.240g) = 0.12g산소원자의 몰 수(mol)(0.12g) / (16g/mol) = 0.0075molMg 1mol당 결합한 산소(O)의 몰 수(0.0075mol O) / (0.00930mol Mg)= 0.81mol O/mol MgⅤ. 실험 결과* 오차 계산Mg 1mol당 결합한 산소원자(O)의 몰 수가 0.81mol이므로실험으로부터 얻은 마그네슘산화물의 분자식을 MgO0.81라고 생각하고 1mol의 질량을 구해보면 (24.31g/mol)*(1mol) + (16g/mol)*(0.81mol) = 37.27g이다.마그네슘 산화물인 MgO 1mol의 질량은 40.31 이므로상대오차를 계산해보면Ⅵ. Discussion1. 흰 연기실험도중 처음 10분 동안 가열 후 도가니를 식힌 다음 뚜껑을 열었을 때 흰 연기가 날아가는 것이 관찰되었다. 이 흰 연기는 반응 시 생성된 산화마그네슘이 작은 입자 형태로 날아가는 것이라고 생각할 수 있다. 실험 시 강한 열을 가해주기 때문에 이온결합성 물질인 MgO는 가루상태로 존재하기 쉽고, 이 고운 입자는 공기 중으로 날아갈 수 있게 된다. 이는 생성물을 공기 중으로 날려 보내는 것이므로 생성물의 질량이 작게 측정될 수 있는 오차의 한 요인으로 작용한다.2. 그을음가열 후, 도가니를 식힌 뒤 질량을 측정하기 위해 도가니를 열어보니 도가니 내부에 한쪽 방향으로 그을음이 생긴 것이 관찰되었다. 그을음은 불완전연소로 인해 생기는 것으로 마그네슘이 완전히 연소되지 못했음을 알 수 있다. 본 실험에서 시간상의 관계로 마그네슘이 완전히 흰색 가루로 변할 때까지 가열하지 못하고 질량을 재었는데 이 또한 오차의 원인으로 지적될 수 있다.3. 물을 넣고 재가열실험에서 마그네슘이 완전히 흰색 가루의 고체로 변한 다음에 물을 약간 넣고 재가열하는데 이는 실험 시 발생할 수 있는 질화마그네슘을 모두 산화마그네슘으로 바꿔주기 위한 과정이라고 생각된다. 마그네슘은 반응성이 커서 강하게 가열해주면 반응성이 거의 없는 안정한 화합물인 질소와도 반응하여 질화마그네슘(Mg3N2)을 생성하는데 이 물질은 물과 반응하여 산화마그네슘과 암모니아를 발생시킨다. 그러나 본 실험에서는 시간상의 문제로 마그네슘이 완전히 흰색이 될 때까지 가열하지 못하고 질량을 측정하였고, 도가니에 물을 넣고 다시 가열하는 과정도 생략하게 되었다. 이로 인해 오차가 발생했을 것이다.

자연과학| 2006.09.29| 3페이지| 1,000원| 조회(818)

일반화학실험, 연소, 마그네슘, 마그네슘의 연소, 서울대 화학

미리보기

닫기