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[화학실험]크로마토크래피 평가A+최고예요

【 실험 8 】 크로마토그래피1. 실험 목적 : 정상과 역상 크로마토그래피에 의한 색소의 분리를 통하여 크로마토그래피의 원리와 극성의 개념을 배운다.2. 실험 이론1 크로마토그래피- 크로마토그래피(Chomatography)란 각 화합물들은 고정상인 흡착제에 대한 친화성의 차이에 따라 약하게 붙어 있는 성분 분자들은 다른 성분들보다 더 빠른 속도로 고정상을 지나 움직이게 되어 고정상의 여러 영역에 걸쳐 띠를 형성한 성분들이 이동하게 된다는 분별, 흡착의 원리를 이용하여 어떠한 혼합물을 분리, 정제, 정성, 정량 및 확인하는 방법이다.* 성분 물질의 확인 : 용매와 한 성분의 스며 올라간 높이의 비는 일정하므로 이 비를 알면 어떤 물질인지 알 수 있다.1) 크로마토그래피의 장점장치나 방법이 비교적 간단하고 편리하므로 널리 이용된다.양이 매우 적거나 여러 가지 성분이 섞여 있는 복잡한 혼합물을 한 번의 실험으로 분리할 수 있다. 또한, 비슷한 성분 물질도 효과적으로 분리할 수 있다.2)크로마토그래피의 분류크로마토그래피는 이동상으로 사용하는 물질의 상태에 따라 기체를 사용하는 크로마토그래피와 액체를 사용하는 크로마토그래피로 분류된다. 기체를 사용하는 크로마토그래피는 다시 분리에 사용하는 충진물질에 따라서 GSC와 GLC로 분류된다. 액체를 사용하는 크로마토그래피는 고정상의 종류에 따라, 종이를 사용하는 크로마토그래피, 박층을 사용하는 크로마토그래피와 컬럼을 사용하는 크로마토그래피로 나뉜다. HPLC는 컬럼 크로마토그래피의 발전된 형태라고 할 수 있다.이상의 여러 가지 크로마토그래피 방법을 현재 많이 사용되는 몇 가지 방법으로 구분하면 아래와 같다.* 종이 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피* 전통적인 컬럼 크로마토그래피* 기체-액체 크로마토그래피 (GC)* 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)1 종이크로마토그래피종이나 거름종이를 사용하여 그 위에 사인펜으로 점을 찍은 후 그 끝을 물에 담가 두면 물이 스며 올라갈 때 물질에 따라 함께 스며 올라가는 속도가 각각 다른 성질을 이용하여 혼합물을 각 성분 물질로 분리하는 방법이다2 얇은 막 크로마토그래피얇은 층을 이용한 크로마토그래피의 원리는 유리판 또는 프라스틱판에 실리카겔이나 알루미나와 같은 고운 가루를 얇게 입혀서 시료를 소량 점적한 후에 용액에 박층의 일부를 담구어서 용액이 박층에 흡수되어 점차 위로 올라가면서 시료가 분리되는 것이다.이 때 시료와 표준품을 동시에 분석하여야 물질의 존재 여부를 확인할 수 있으며, 정성은 어느 정도 가능하지만 정량은 어렵다.물론 최근에는 분리된 얇은 층을 스캔하여 크로마토그램의 형태로 변환시켜 주는 기기가 있으나, 다른 크로마토그래피 기기에 비해서 정확성이 떨어져 많이 사용하지는 않고 있다.3 관 크로마토그래피 (컬럼 크로마토그래피)전통적인 컬럼 크로마토그래피는 유리로 된 관을 사용하며 아직도 많은 실험실에서 물질 분리에 사용되고 있는 방법이다. 유리관에 (주로) 실리카 겔을 충진하고, 관의 상층부에 시료를 로딩(loading)한 후 용액을 계속 공급하면, 용액과 시료가 아래로 흐르면서 시료(혼합 물질)가 분리된다. 이 때, 관의 아래쪽으로 나오는 용액을 시험관 등에 일정 시간 단위로 모은 후에 용액 내에 물질의 존재 여부를 종이나 박층 크로마토그래피 등으로 확인한다.컬럼 크로마토그래피는 물질의 분취에 주로 사용되는 크로마토그래피 방법이다.4 액체 크로마토그래피액체 크로마토그래피는 컬럼 크로마토그래피의 원리를 기기적으로 구성한 것이라 할 수 있다. 따라서 구조적으로 컬럼 크로마토그래피보다는 복잡하지만 훨씬 더 정확한 결과를 얻을 수 있다. 액체 크로마토그래피는 이동상을 공급하기 위한 펌프(Pump)가 있으며, 시료를 주입하는 시료 주입기(Injector)가 사용된다. 그리고 실제 분리는 고정상을 충진시킨 컬럼(Column)에서 일어나게 되며, 컬럼에서 분리된 물질은 검출기(Detector)를 통과하면서 전기적인 신호를 만들어 낸다. 이 때 만들어진 신호는 기록장치(Recorder)로 전달되어 크로마토그램으로 기록된다.5 기체 크로마토그래피기체 크로마토그래피는 구조적으로는 액체 크로마토그래피와 유사하지만, 이동상으로 기체를 사용하기 때문에 펌프가 아닌 기체를 저장하고 있는 저장장치(Reservoir)를 사용하게 된다.☆ 분배 크로마토그래피분배 크로마토그래피는 가장 많이 사용되는 크로마토그래피 방법이다. 분배 크로마토그래피는 다시 크게 두 개의 범주로 나눌 수 있는데, 고정상이 극성이고 이동상이 비극성인 순상 크로마토그래피(Normal Phase)와, 반대로 고정상이 비극성이고 이동상이 극성인 역상 크로마토그래피(Reverse Phase)로 구분할 수 있다. 순상 크로마토그래피에서 고성상으로 사용되는 물질의 작용기는 Nitrile, Diol, Amino 등의 극성 작용기로 이루어져 있고, 역상 크로마토그래피의 작용기는 탄소수가 8개 또는 18개인 비극성 체인으로 이루어져 있다.전통적인 분배 크로마토그래피는, 먼저 불활성의 지지체에 고정상으로 사용할 액체로 얇은 막을 만든다. 이 막이 고정상으로 작용하고, 시료 성분은 이동상으로 사용되는 용매와 고정상으로 사용되는 막 사이에서 분배 계수의 차이로 인해 농도의 차이가 일어나게 된다. 이처럼 시료 성분은 끊임없이 두 개의 상 사이를 왕복하면서 컬럼 내를 이동하게 되고, 마침내 분리가 일어난다. 이러한 전통적인 분배 크로마토그래피의 문제점은 고정상으로 사용되는 막이 쉽게 손상되어 컬럼을 장기간 사용할 수 없고, 재현성있는 결과를 얻기가 힘들다는 점이다. 그래서, 이러한 고정상 막의 단점을 보완하기 위해서 지지체와 화학적으로 결합된 고정상을 사용하는 결합상 크로마토그래피가 개발되었다.일반 분류종류고정상평형크로마토그래피기체(이동상)액체(이동상)A.기체-액체 크로마토그래피(GLC)B.기체-고체 크로마토그래피(GSC)C.기체결합으로 이루어진 상 크로마토그래피(GBC)D.액체-액체 크로마토그래피(LLC)E.액체-고체 크로마토그래피(LSC)F.액체결합으로 이루어진 상 크로마토그래피(LBC)G.이온교환 크로마토그래피(IEC)H.겔투과 크로마토그래피(GPC)a.고체에 흡착된액체b.고체 흡착제c.고체 표면에결합된 유기화학 졸d.고체에 흡착된액체e.고체 흡착제f.고체표면에 결합된 유기화학졸g.이온교환 수지h.고체인 중합체의 간격에들어있는 액체분해흡착분해/흡착액체 사이의분배흡착액체 사이의분배이온교환분배/거름평면크로마토그래피액체(이동상)I.얇은막 크로마토그래피(TLC)J.종이 크로마토그래피(PC)i.유리판 위에입힌 분말j.거름종이분배/흡착분배2 전기 음성도 & 극성과 무극성1) 전기 음성도의 정의 - 두 원자가 공유 결합을 이룰 때 두 원자 사이의 공유 전자쌍을 끌어당기는 힘의 상대적 세기이다.2) 전기 음성도의 경향① 같은 주기 : 원자 번호가 증가할수록 전기 음성도가 커진다.② 같은 족 : 원자 번호가 증가할수록 전기 음성도 작아진다.③ 일반적으로 비금속성이 크면 전기 음성도가 크고, 금속성이 크면 전기 음성도가 작다.3) 극성 분자극성의 판단 ; 전기 음성도에 의한 분자의 벡터합(합력)이 0 아닌 분자를 말한다.위 그림에서 전기 음성도가 큰 N, O, Cl 원자가 전자쌍을 자기 쪽으로 끌어당기는 힘 때문에 N, O, Cl 원자는 부분적으로 (-)전하를 띠게 되고, 극성 분자가 된다.4) 무극성 분자원자의 전기음성도에 의한 극성이 상쇄되어 벡터합이 0인 분자를 말한다.일반적으로 극성 분자는 극성 분자끼리 무극성 분자는 무극성 분자끼리 잘 섞이며, 극성 분자는 물이 매우 극성이 크기 때문에 물에 잘 녹는 분자들이 많지만 무극성 분자는 물에 잘 녹지 않는다.3 Rf 값 - 용매가 올라간 높이와 어떤 성분이 올라간 높이의 비를 Rf라 하며, 한 물질의 Rf값은 항상 일정하므로 물질의 Rf값을 구해 보면 혼합물 속의 성분을 알아 낼 수 있다.3. 실험 기구 및 시약500mL 비커적색40호, 황색5호, 청색1호 식용색소시계접시전개제 (1-뷰탄올: 아세트산 : 물 의 비가 60:15:25인 혼합 용액)모세관TLC 관 (폭 8cm, 높이 6cm 정도)4. 실험 방법실험 A ] 얇은 층 크로마토그래피에 의한 색소의 분리 (정상 크로마토그래피)1 적색 40호, 황색 5호, 청색 1호의 묽은 혼합 용액 각각과 4가지의 미지 시표를 모세관에 묻혀서 TLC판의 바닥에서 1cm 위치에 1cm 간격으로 일렬로 찍어서 반점을 만들고 말린다.2 TLC 판을 1-뷰탄올 : 아세트산 :물을 60:15:25의 비로 혼합한 전개제가 담긴 비커에 넣어서 전개를 시작한다. 시로의 반점이 전개제에 잠기지 않도록 TLC 판을 수직으로 세우고, 시계접시를 덮어서 전개제가 증발하지 않도록 한다.3 전개제가 TLC판의 위쪽 끝에서 1cm 정도 떨어진 곳까지 도닥하면 TLC판을 꺼내서 말린 다음에 Rf 값을 측정한다. 순수한 색소의 Rf 값과 미지 시료의 경우에 생긴 반점들의 R 값을 비교해서 미지 시표에 들어있는 색소의 종류를 알아낸다.※ TLC 사용하기5. 실험 결과1. 관찰된 Rf 값을 적어라.1> 전개액 : (1-뷰탄올:아세트산:물 = 60:15:25 )인 경우색소의 원액미지의 시료Rf값Rf값적색40호0.4/3=0.13A*붉은점 : 0.6/3.1=0.19*노란점 :1.25/3.1=0.40*파란점 :1.1/3.1=0.35황색5호1.2/3=0.4B*붉은점 :0.5/3.1=0.16*노란점 :1.4/3.1=0.45청색1호0.95/3=0.32C*붉은점:0.6/3.1=0.19*파란점:1.15/3.1=0.372>전개액 : (1-뷰탄올:아세트산:물 = 25:10:15 )인 경우색소의 원액미지의 시료Rf값Rf값적색40호1.0/2.2=0.45A*붉은점 : 1.1/2.4=0.46*노란점 :1.5/2.4=0.625

공학/기술| 2000.12.02| 7페이지| 1,000원| 조회(3,007)

크로마토그래피, 얇은, 막

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[화학예비]산화-환원적정:과망간산법 평가B괜찮아요

[실험 15] 산화 - 환원 적정 : 과망간산법1. 실험 목적 : 과망간산 캭륨과 과산화수소의 산화-환원 반응을 이용해서 과산화수소의 순도를 결정한다.2. 실험 이론1 산화-환원 반응산화와 환원이라는 용어는 여러 세기 동안 화학자들에게 알려진 반응에서 유래되었다. 최초에는 산화물이나 황화물을 금속으로 어떻게 바꿀 것인가, 즉 그것들을 어떻게 환원시킬 것인가를 연구했다. 진사 또는 황화수은은 공기 중에서 가열하면 쉽게 액체 수은으로 환원시킬 수 있다.cassiterite 또는 산화주석(Ⅳ), 주석 광석은 수세기 전에 브리튼 섬에서 발견되었다. 이 금속은 로마시대에 청동이라 불리는 구리와 주석의 합금의 중요 성분이다. 주석 광석은 탄소와 함께 가열하면 매우 쉽게 금속으로 환원된다.{{{{{{환원{{SnO}_{2}(s) +2C(s) Sn(s) +2CO(g)이 과정에서 탄소는 주석 광석을 주석 금속으로 환원시키는 물질이므로 탄소를 환원제라 부른다.산화는 환원의 반대이다. 아래의 반응에서 산소가 산화제이다.{{{산화Mg(s) + {{1}over{2}{O}_{2}MgO(s)산화제주석광석과 탄소의 환원에서 탄소가 산소와 만나 CO 가 된다. 즉, 탄소가 산화된다.산화-환원 반응에서 ...(a) 한 물질이 산화되면 나머지는 반드시 환원된다(b) 환원제 자신은 산화되고 산화제는 환원된다. 이 결론은 현대 과학 이론 견지에서 설명할 때 더욱 명백해진다. 산화-환원반응에는 전자이동이 관련되어 있다. 전자를 받으면 환원되었다고 말한다. 이것은 물질의 한 원자상의 실제 혹은 겉보기 전하량에서 환원이 일어나기 때문이다. 아래의 반응에서 구리이온은 아연 금속에서 전자를 받아 전하를 띠지 않는 Cu(s) 로 환원되었다. 아연금속은 아연 이온의 환원되기 위해 필요한 전자를 공급해 주는 제 이므로 아연은 환원제라 불리운다.{{{{Zn에서 (+2e-){{{Cu}^{2+}(aq) + Zn(s) Cu(s) + {Zn}^{2+}(aq){{구리로(-2e-)+-산 화 : 전자를 잃는 것+-환 원 : 전자를 얻는 것+-산화제 : 다른 물질에서 전자를 빼앗아 자신은 환원된다.+-환원제 : 다른 물질에게 전자를 내주어 자신은 산화된다.2 적정 (titration)어떤 물질이 얼마만큼의 다른 것과 반응하는 지를 결정하는 것이다. 용액을 써서 적정할 때에는 시료용액에 반응물용액을 가하면 된다. 넣어준 모든 시료가 반응하는데 필요한 반응물의 양을 알기 위해서 지시약을 가하거나 용액의 색깔로 적정의 종말점을 알 수 있다.* 산화 환원 적정산화제 또는 환원제의 표준 용액을 써서 시료 물질을 완전히 산화 또는 환원시키는데 소모된 양을 측정하여 시료물질을 정량하는 용량 분석법의 하나이다.산화-환원 적정법에서의 종말점은 과망간산 적정법에서처럼 지시약을 넣지않는 경우와 요오드 적정법과 같이 특정 지시약을 사용하는 경우, 전위값에 따라 산화형과 환원형의 색깔이 다른 산화-환원 지시약을 쓰는 경우 및 전위차 적정법에서와 같이 전기적인 방법으로 결정하는 방법이 있다.* 당량점 (equivalence point)용량분석에 있어서 피적정 물질과 당량적으로 같은 양의 적정시약을 함유하는 표준액이 첨가된 점, 중화적정인 경우는 중화점이라고 한다. 실제로 용량분석으로 확인되는 것은 당량점이 아니고 종말점이라고 불리며 양쪽의 차가 적정 오차이다.3 KMnO4 용액 표준화에 대한 이론새롭게 준비된 KMnO4용액은 공기중에 있는 먼지가 KMnO4에 묻어 들어가거나 증류수에 존재하는 미량의 불순물에 의해서 자촉매 분해반응이 서서히 일어나서 미량의 MnO2가 생성되므로 시간이 지남에 따라서 농도가 약간씩 감소하게 된다. 따라서 KMnO4는 일차 표준시약이 될 수 없으므로 KMnO4용액을 산화-환원 적정시약으로 사용하고자 할 때는 반드시 일차 표준시약인 옥살산나트륨 용액으로 표준화하여 사용해야 한다.KMnO4와 Na2(COO)2의 반응에서 망간의 산화수는 +7로부터 +2로 변한다. 즉 환원된 각 망간이온으로부터 5개의 전자가 망간원자로 이동된다. 한편 산화된 각 옥살산 이온으로부터 2개의 전자가 방출된다(옥살산 이온에서 탄소의 형식산화수는 +3이다).{{ 2Mn{O}_{4}}^{- } + {5{C}_{2}{O}_{4}}^{2-} + {16H}^{+} → {2Mn}^{2+} + 10C{O}_{2} + {8H}_{2}O산화-환원반응에서 방출된 전자의 수와 접수된 전자의 수는 일치되어야하므로 과망간산염 2몰은 옥살산 5몰을 산화시킬수 있게된다. 따라서 산화-환원의 당량계산과 비교를 보다 쉽게하기 위하여 산화-환원 반응에서 용액의 농도는 몰/리터로 나타내지 않고 산화-환원 당량/리터로 표시한다. 일반적으로 1노르말(1N)용액으로 알려져 있는 1당량 용액은 주어진 반응에서 용액 1리터당 1몰 전자를 전달할 수 있는 용액을 말한다.4 산화환원적정에 의한 과산화수소 함량의 결정이론과산화물, 과붕산화물, 과탄소화물은 산성용액에서 그들과 결합하고 있는 과산소 함량을 방출하면서 가수분해가 일어난다. 이와같은 화합물들과 과산화수소 용액들은 과망간산칼륨과의 산화-환원반응을 이용하면 정량적으로 분석할 수 있다.{{{2MnO}_{4}}^{-} + {5H}_{2}{O}_{2} + {6H}^{+} → {2{Mn}_{2}}^{+} + 5{O}_{2} +8{H}_{2}O이때 과산화수소에서 산소의 산화수는 -1이며, 산소분자의 산화수는 0 이다. 따라서 한분자의 과산화수소가 산화되기 위해서는 2개의 전자가 이동되어야 한다. 그러므로 H2O2의 당량무게는 분자량의 1/2이다. 즉 0.1N KMnO4 용액 1ml는 정확히 0.05몰 H2O2를 산화시킨다.H2SO4는 용액의 pH를 조절하거나, 양성자를 공급하기 위해서 일반적으로 사용된다. 이와같은 양성자 발생반응은 서서히 시작되지만, 용액중에 Mn2+ 농도가 촉매역할을 하기에 충분할 정도로 배양시간이 지나면 양성자 발생반응속도가 가속된다.만약 염산이나 염소이온이 분석용액중에 존재한다면, 과망간산염이 염소이온을 산화시키는데 소비되지 않도록 하여야 한다. 이와같은 작용은 레인하드짐머멘 용액(rhein-hard Zimmerman Solution)을 10ml 정도 가하면 막을수 있게 된다. 레인하드 짐머멘 용액은 Mn3+ 와 착물을 형성하여 산화력이 강한 Mn3+ 의 농도를 줄이므로, 그 용액 자체에 함유된 Mn2+ 의 농도가 증가되면서 Mn3+ /Mn2+의 전반적인 산화 전위를 감소시킨다.3. 실험 기구 및 시약{부피 플라스크(100mL)화학저울삼각 플라스크(250mL)눈금실린더(100mL)피펫(10mL)0.02M {KMn{O}_{4}갈색 시약병, 온도계

공학/기술| 2000.11.11| 4페이지| 1,000원| 조회(3,213)

산화, 표준화, 환원

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[생물]현미경의 종류 평가A좋아요

【 현미경의 종류 】현미경의 종류에는 여러 가지가 있느나, 볼 수 있는 광선을 이용하는 광학현미경 (LM) 과 전자선을 이용하는 전자현미경 (EM)의 두 가지로 크게 나눌수 있다. 어떤 것을 막론하고, 현미경의 이용가치는 다만 확대에만 있지 않고, 미세구조의 분해력 즉, 분해능이 더 큰 비중을 차지한다.1. 광학 현미경(1) 단순 현미경확대경 또는 루페(loupe)라고도 하며, 손잡이가 달린 돋보기나 시계 수리공용 단안경 등이 포함.(2) 복합 현미경{대물 렌즈와 대안 렌즈가 표본에 대해서 상대적으로 움직이면서 상을 만듬. 집광 렌즈(condenser lens)와 반사경으로 구성된 조명장치가 필요함. 광원으로는 햇빛이나 인공조명이 사용. 최종 배율은 대물 렌즈와 대안 렌즈의 배율을 곱한 값이며 두 렌즈는 현미경 경통의 상하에 부착. 경통이 1개이면 단안 현미경 (monocular microscope), 경통이 2개이면 쌍안 현미경(binocular microscope)이라 한다. 일반적으로 초점 거리가 16, 4, 2mm인 3개의 대물렌즈가 부착되며 배율은 각각 l0X, 40X, 100X가 된다. 만약 대안 렌즈의 배율이 l0X라면 이 현미경으로 볼 수 있는 배율의 범위는 100X에서 1,000X가 된다.1 임상 현미경Transmitted Light를 기용하여 투명 물체를 고배율로 확대하여 보는 기초적인 현미경이다.2 형광 현미경 (Fluorescence Microscope){자외선과 같이 짧은 파장을 가진 빛을 어떤 물질, 예컨대 flavin. vitamin A 따위에 쏘이면 이런 특수 물질로부터 자외선 파장보다 더 길고 볼 수 있는 빛이 나온다. 이와 같이 자외선을 쏘임으로써 빛을 내는 것을 형광이라 하고, 형광을 발하는 물질을 형광물질이라 부른다. 이 이론을 광학현미경에 응용한 것이 곧 형광 현미경이다.보통 현미경에 사용하는 것보다 높은 광원을 부착하였으며 어느 특수 파장만을 통과시키는 Exciter Filter를 통과한 단일 파장이 형광성 물질로 염색된 물체에 부딪치면 그 물체에서 어떤 영역의 파장만을 발산하게 되는 이때 이 빛을 Barrier Filter를 통해서 보게되면 보통 현미경보다 2-3배 선명도가 좋은 상을 얻게 된다. 물체에 따라 사용하는 형광물질이 다르며 또한 사용하는 Filter도 다르기에 Filter 선정 시에는 Exciter와 Barrier의 주파수 특성이 맞는 것끼리 짝을 맞추어 사용해야 한다.우리 몸을 구성하는 조직과 병원균 따위도 이 현미경의 관찰 대상이 된다. 그러나 조직의 종류에 따라서는 다만 자외선을 쏘이는 것 만으로도 형광을 내는 것이 있는데, 즉, 교원섬유, 탄력 섬유, 지방조직, 뼈, 치아, 손톱, 발톱, 간세포 따위다.3 편광 현미경 ( Polarized Microscope){편광 현미경이란 여러 가지 물질이 혼합된 상태의 시료에 각 물질마다 빛의 진동하는 방향이 다른점을 이용하여 어떤 각도에서 한 가지 물질만을 관찰한다던가 혹은 어떤 물건이 혼합되어 있는가를 알아내는데 사용되어진다. 생물 현미경의 Conenser 아래에 편광자(Polarizer)를 Objective lens와 Eyepieces lens 사이에 검광자(Analyzer)를 놓고 편광에 의해서 관찰한다.4 암시야 현미경 ( Dark field Microscope )표본을 암시야 집광기를 가진 보통 집광기 또는 특수한 동그라미를 보통 집광기 아래 끼어 두어 광원에서 오는 빛의 중심부를 차단하고 빛을 표본에 비스듬히 비추면 objective 안에는 직광이 들어가지 못하게 된다. 표본 중 어떤 부분은 어두운 배경 속에서 밝게 나타난다. 예를 들어 혈장안의 작은 기름 방울이나 원충, 매독 병원체 따위가 어두운 시야 중에 밝게 반사되어 나타나며 또 조직 배양중의 산 세포 안에 있는 핵막, 핵소체, 미토콘드리아 기타 작은 기름 방울들이 산발적인 빛을 발하는 어두운 시야 중에서 밝은 물체로서 잘 보인다.5 위상차 현미경 ( Phase contrast microscope )이는 광학현미경의 한 변형이며, 특히 염색하지 아니한 생체표본 또는 고정된 조직 연구에 매우 많이 쓰인다. 비염색 세포성분들은 보통 현미경하에서는 거의 투명하여 투과광선의 강도에 주는 차이가 매우 작기 때문에 잘 분간되지 아니한다. 그런데 원형질 내 각종 성분은 그 두께와 굴절율이 서로 다르기 때문에 그 위상의 차가 생기기는 하되 보통 LM하에서는 분별하기가 어렵다. 다시 말해서 위상차 현미경이란 위상의 차이를 강도의 차이로 바꿈으로서 우리 눈에 비치는 각 구조물 사이의 콘트라스트를 더 뚜렷이 인식하게 하는 특수 광학 현미경이다.6 간섭 현미경 ( Interference Microscope )이는 위상차현미경과 같이 투명한 표본 중 두께가 다른 구조물들을 관찰 또는 정량하는데 쓰이는 현미경인데, 구조물의 콘트라스트를 연속적으로 변경시키거나, 또는 착색할 수도 있다. 표본을 투과한 물체광에 광원에서 분리된 간섭광을 겹치게 하면 광파에 간섭 현상이 일어나서 투명한 표본에서도 그 구조가 똑똑해진다.{2. 전자 현미경1) TEM투과 전자 현미경(transmission electron microscope)은 광학 현미경과 그 원리가 비슷하다. 전자 현미경에서의 광원은 높은 진공 상태(1*10-4 이상)에서 고속으로 가속되는 전자선이다. 전자선이 표본을 투과하여 일련의 전기자기장(electromagnetic field) 또는 정전기장(electrostatic field)을 거쳐 형광판이나 사진필름에 초점을 맞추어 투사되는데 이 전자의 파장은 가속전압에 따라 다르며 흔히 사용되는 전압(100kV)에서의 전자파장은 0.004nm이다. 광학렌즈 대신 사용되는 자기장(magnetic field)은 불완전하며 개구수(numerical aperture)가 없다. 따라서 전자 현미경의 이론적 분해능은 약 0.001nm이나 생물학적 표본에서 사용되는 분해능은 약 0.2nm(side entry), 0.14nm(top entry)이다.

자연과학| 2000.11.11| 3페이지| 1,000원| 조회(4,989)

현미경, 종류

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[화학예비]기체상수의 결정 평가A좋아요

[실험6.] 기체상수의 결정1. 실험 목표 : 일정한 양의 산소와 이산화탄소를 발생시켜서 기체 상수의 값을 결정한다.2. 실험 이론(1) 이상기체법칙{Boyle 의 법칙샤를의 법칙Avogadro의 법칙V 1/PV TV n(T,n 일정)(P,n 일정)(T,P 일정)일정한 온도에 주어진 양의 기체에 의해 작용하는 압력은 기체의 부피가 감소함에 따라 증가한다.일정한 압력에서 주어진 양의 기체에 의해 차지하는 부피는 기체의 온도가 증가함에 따라 증가한다.일정한 온도와 압력에서 기체가 차지하는 부피는 기체의 양게 직접적으로 의존한다.기체의 상태를 기술하려면 서로 연관되는 네 가지 양, 즉, 압력, 부피, 온도와 양이 사용된다.위의 세 법칙을 합하면 결과는 아래와 같다.{V {nT}over{P}비례상수는 {{C}_{a}{C}_{b}{C}_{c}의 곱으로 표시되고 이것을 R 로 표시하여 기체상수 (gas constant)라고 부른다.{V=R{nT}over{P}또는 PV= nRT위의 마지막 식이 소의 이상기체의 상태를 기술하므로 이상기체법칙 (ideal gas law)이라 불리운다. 그러나 이상 기체와 같은 기체는 없다. 그러나 대기압 부근이나 약간 낮은 압력과 실온 부근의 온도에서 실제 기체는 이상기체에 충분히 유사하게 거동하므로 PV=nRT는 적당한 표현이다. PV=nRT 란 식을 사용하기 위하여 R에 대한 값이 필요하다. 많은 실험은 표준온도와 압력 (STP - 0℃ 또는 273.15K의 기체 온도와 1.0000 atm 의 압력)의 조건하에서 1몰의 기체는 표준 몰부피라 불리는 22.414L 의 부피를 차지한다는 것을 보여준다. 이 값을 이상기체 법칙에 대입하여 R에 대한 값을 얻을 수 있다.{R= {PV}over{nT} = {(1.0000atm)(22.414L)}over{(1.0000mol)(273.15K)}=0.082058{L ·atm}over{K·mol}R 값이 비록 다섯 자리 유효숫자로 계산되었지만 일반적으로 세 자리 유효숫자로 반올림하여 사용한다. (0.0821)이상기체 법칙은 기체의 다른 세 가지 성질을 알고 있을 때 네 가지 성질중 하나를 계산하는 데 유용하다. 그러나 하나, 둘 또는 심지에 세 가지 변수 P,V,T 가 변할 때 주어진 기체의 양의 상태에 어떤 일이 일어나는 가를 알아야할 필요가 종종있다. R 은 기체에 대한 일반적인 상수이므로 기체가 온도 {{T}_{1}부피 {{V}_{1}에서 {{P}_{1}의 압력을 나타낸다는 것은 아래의 식을 만족시켜야 한다는 것을 의미한다.{R={{P}_{1}{V}_{1}}over{n{T}_{1}}만일 기체의 양 n 이 똑같이 유지되고 다른 조건들이 새로운 값 {{T}_{2}, {{V}_{2}, {{P}_{2}로 변한다면 R에 대한 새로운 식은 다음과 같이 된다.{R={{P}_{2}{V}_{2}}over{n{T}_{2}}위의 두 조건에서 PV/nT 는 R과 같으므로{{{P}_{1}{V}_{1}}over{n{T}_{1}}={{{P}_{2}{V}_{2}}over{n{T}_{2}}이다.이 식이 일반기체법칙(general gas law)으로 알려져 있다.{스탠드시험관 2개조임클램프가열기와 저울시약병(1L),비커(1L){KCl{O}_{3}{Mn{O}_{2}{NaHC{O}_{3}3. 실험 기구 및 시약4. 실험 방법[실험A] 산소기체1 기체 발생장치를 만들고, 마개와 유리관의 연결 부분으로 기체가 새어 나가지 않도록 조심한다. 비커에 연결된 유리관은 시약병의 바닥에 닿을 정도로 충분히 길어야 한다.2 시약병에 물을 가득 채우고 시험관으로 연결된 유리관에서 입김을 불어넣어 비커쪽으로 연결된 유리관에 물이 채워지게 만든 다음에 조임클램프로 고무관을 막아두고, 다시 시약병에 물을 가득 채운다.3 비커의 물을 버린 다음에 제 위치에 다시 놓고 클램프를 열어둔다.4 약 2g 의 {KCl{O}_{3}와 0.2g의 {Mn{O}_{2}를 시험관에 넣고 무게를 측정한다.5 시험관을 거의 수평이 되도록 고정시킨다. 시료가 시험관의 벽을 따라 넓게 퍼지도록 해야 하지만 시료가 고무 마개에 닿아서는 안 된다.6 가열기를 사용해서 시험관 전체를 서서히 가열한다. 산소가 발생하면서 시약병의 물이 비커로 밀려나오게 된다. 산소기체가 너무 급격하게 발생하지 않도록 시험관을 서서히 가열해야 한다.

공학/기술| 2000.11.11| 2페이지| 무료| 조회(2,323)

이상기체, 기체상수

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[화학예비]생활속의 산과 염기 평가A좋아요

[실험 13] 생활 속의 산-염기 분석1. 실험 목표 : 산과 염기의 중화 반응을 이용해서 산이나 염기의 농도를 알아낸다.2. 실험 이론(1) 산과 염기의 정의산과 염기의 정의는 몇 가지가 있지만 가장 널리 사용되는 정의는 브렌스테드-로리의 정의로서산 ; H+를 내어 놓는 물질염기 ; H+를 받는 물질로 정의된다. 따라서 산은 H+로 이온화될 가능성이 있는 H 원자를 가지고 있어야 하고 염기는 이 H+를 받을 수 있는 비공유 전자쌍을 가지고 있어야 한다.HA + B → A- + HB+{{산염기짝염기짝산{역반응을 살펴보면 A- 는 염기로 작용한다. A- 는 HA로 부터 유도 되었으므로 HA의 짝염기라 하고 HB+는 B부터 유도되었으므로 B의 짝산이라 한다. H+가 물에서는 H+로 존재하지 않고 몇 분자의 물에 둘러 싸여 - 수화되어 - 존재하는데 그 중 가장 많은 비율을 차지하는 것이 H+와 H2O 한 분자가 결합하고 있는 H3O+이다. 따라서 화학식에서의 H+나 H3O+는 물에 녹아 있는 여러 형태의 H+ 이온을 나타낸다(2) 산의 세기 - 강산과 약산산이 H+를 내어 놓는 물질로 정의 되었으므로 산이 강하다는 것은 H+를 잘 내어 놓는다는 것을 의미한다. 물은 H+로 이온화될 가능성이 있는 H를 갖고있으면서 산소 원자에는 비공유 전자쌍도 있으므로 상대에 따라 산 또는 염기로 작용한다. 따라서 여러 가지 산의 상대적 세기를 물과의 반응하는 정도로 가늠할 수 있다. 물과 반응하여 물에 H+를 100% 전달하여 H3O+(*)와 A-로 해리되는 산을 강산이라 한다. 따라서 강산의 수용액에는 해리되지 않은 산(HA)은 거의 존재하지 않고 모두 H+와 A- 이온으로 해리된다. 강산의 예로는 H2SO4, HNO3, HClO4, HCl, HBr, HI등이 있다.HA + H2O → A- + H3O+{{→{물과 반응하여 물에게 일부의 H+만을 전달하여 일부만 H+와 A-로 해리하는 산을 약산이라고 한다. 따라서 약산의 수용액에는 산이 주로 해리되지 않은 형태로 존재한다. 예로는 HF, H4C2O2 (초산) 등이 있다.{{{→{(3) 염기의 세기염기가 H+를 받아 들이는 물질로 정의 되므로 염기가 강하다는 것은 H+를 잘 받아 들인다는 의미이다. 염기의 상대적 세기도 산의 경우와 마찬가지로 물과 반응하는 정도로 결정한다. 이 경우에는 물이 산으로 작용한다.강염기의 예로는 LiOH, NaOH, KOH 등이 있다. 이들은 물에 녹아 100% 금속 양이온과 OH-로 해리한다.MOH → M+ + OH-약염기의 예로는 NH3가 있다. 이 약염기는 물과 일부만 반응하여 물로부터 H+를 떼어 내고 대부분 NH3의 형태로 수용액에서 존재한다.{(4) 지시약지시약은 그 자신이 약산 또는 약염기로서 해리된 상태와 해리되지 않은 상태의 색깔이 전혀 다르므로 가해주는 산 또는 염기에 의해 독특한 색깔을 나타낸다.{페놀프탈레인 페놀프탈레인의 짝염기H2In(aq) 2H+ + In2-(aq)산을 가해주면 평형이 왼쪽으로 옮겨가며, 염기를 가해주면 오른쪽으로 옮겨간다. 지시약은 조금만 가해주어도 색깔을 띄기 때문에 용액의 pH에 영향을 주지 않는다. 해리상태( In2-)와 비해리상태(H2In)의 혼합물에서 어느 한쪽이 우세하게 보이기 위해서는 다른 쪽보다 농도가 약 10배정도 더 커야 한다. 그러므로 실제 지시약을 넣고 적정할 때는 산(혹은 염기)을 중화시키는데 필요한 앙(당량점)뿐 아니라 지시약의 형태를 바꾸는데 필요한 양의 염기(혹은 산)가 소요된다. 따라서 지시약의 형태를 바꾸는데 필요한 여분의 양은 적정오차를 크게 하므로 적정과정에서 사용할 지시약은 색변화를 감지할 수 있는 범위 내에서 가능한한 적은 양을 사용하여야 한다.흔히 사용되는 지시약의 종류와 변색범위는 다음과 같다. 주어진 산염기 적정에서 어떤 지시약을 쓸 것인가는 당량점의 pH를 예측하고, 그 pH 부근에서 변화하는 지시약을 선택함으로써 결정된다.{지시약산성에서의 색변색 범위(pH)염기성에서의 색methyl violetyellow0-2violetthymol bluepink1.2-2.8yellowbromophenol blueyellow3.0-4.7violetmethyl orangepink3.2-4.4yellowbromocresol greenyellow3.8-5.5bluebromocresol purpleyellow5.2-6.8purplelitmusred4.7-8.2bluephenolphthalein무색8.3-10.0pinkthymolphthalein무색9.3-10.5bluealyzarin yellow G무색10.1-12.1yellowtrinitrobenzene무색12.0-14.3orange☆ 지시약의 변색 범위*왼쪽부터 메틸 오렌지, 브로모티몰 블루, 페놀프탈레인을 가한 용액에 각각 산, 염기를 취했을 때의 변화{{{{{{{< HCl 용액 1ml 첨가시>{{{{{(5) 중화 적정HCl이나, HNO3 등의 산은 분자당 한 개의 수소 이온을 내놓으므로, 1몰(mole)이 물에 용해하면, 1몰(mole)의 히드로늄 이온이 생성되고, 따라서 1몰의 수산화 이온으로 중화된다.이를 1염기산이라고 한다. 따라서 H2SO4 는 2염기산, H3PO4 은 3염기산이 된다. 염기의 경우는 분자당 내놓을 수 있는 수산화 이온의 수에 따라 NaOH, KOH는 1산염기, Ca(OH)2및 Mg(OH)2는 2산염기, Al(OH)3등은 3산염기로 구분한다.이렇게 산 또는 염기의 몰수 당 내놓을 수 있는 수소 이온 또는 수산화 이온의 수를 당량수라고 정의한다.즉, 1염기산인 HCl은 몰수와 당량수가 같지만, 2염기산인 H2SO4는 1몰이 2당량이며, H3PO4 은 1몰이 3당량이다.* 산,염기 1l의 용액속에 녹아 있는 당량수를 노르말 농도라 하며 N으로 표시한다. 1염기산과 1산염기는 노르말농도와 몰농도가 같다.{▶ 중화적정산과 염기가 당량비로 반응하여 중화한다는 것을 이용하여 농도를 알고 있는 산 또는 염기로부터 농도를 모르는 염기 또는 산의 농도를 구하는 것을 중화적정 (titration)이라고 부른다{왼쪽 그림은 중화적정 실험을 도식화 한 것이다.농도를 모르는 산 용액을 지시약과 함께 삼각 플라스크에 넣고, 농도를 알고 있는 염기 용액은 뷰렛에 넣어 적정함으로써 지시약의 색변화로 당량점을 잡는다.오른쪽 그림과 같이 왼손으로는 뷰렛의 stopcock을 잡아 적정 속도를 조절하고, 오른손으로는 삼각 플라스크를 잡고 균일하게 섞이도록 돌려준다.(6) 당량점용량분석에 있어서 피적정물질과 당량적으로 같은 양의 적정시약을 함유하는 표준액이 첨가된 점, 중화적정인 경우는 중화점이라고 한다. 실제로 용량분석으로 확인되는 것은 당량점이 아니고 종말점이라고 불리며 양쪽의 차가 적정 오차이다.당량점에 도달하면 그 때까지 플라스크에 가해준 농도를 알고 있는 염기 용액의 부피를 측정하게 된다. 그 결과를 다음과 같이 처리하면 미지 용액의 농도를 계산할 수 있다.산의 당량수 = 산용액의 부피(l) ×산용액의 노르말 농도= 염기의 당량수= 염기 용액의 부피(l) ×염기 용액의 노르말 농도3. 실험 기구 및 시약{250mL 삼각 플라스크식용식초25mL 뷰렛아스피린 정제스탠드와 뷰렛 클램프식용소다 또는 제산제저울, pH 미터0.5M NaOH 표준용액막자 사발0.5M HCl 표준용액가열기와 자석식 젓게페놀프탈레인 지시약4. 실험 방법[실험A] 식초 분석1 시판되고 있는 식초 10,00mL를 피펫으로 정확하게 취해서 250mL 삼각플라스크에 넣고 무게를 잰다.2 약 40mL의 증류수를 넣은 다음에 페놀프탈레인 지시약 2∼3방울을 넣는다.

공학/기술| 2000.11.11| 5페이지| 1,000원| 조회(2,339)

지시약, 중화적정, 당량점, 산, 염기

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