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기계진동 정리 노트

기계진동 정리 노트

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설명 : 기계진동학을 공부하고자 하는 기계공학과 학생
용어의 설명과 함께 공식유도 및 상황 분석이 강점
면접의 준비와 함께 진동학을 공부하고자 하는 사람들에게 강력추천

1. 서 론

1) Vibration(진동)
→ 평형 점(정지위치)을 중심으로 주기적 반복되는 운동.
→ 탄성에너지(스프링)와 운동에너지(질량)의 교환현상 : 에너지 측면
→ 평형 점으로 되돌리려는 스프링 복원력에 의해 발생
→ 감쇠기(damper)/마찰력에 의해 에너지가 손실-진동크기 감소

* 진동의 4대 구성 요소
① Inertia element(관성요소) : 질량 (운동에너지)
② Elasticity element(탄성요소) : 스프링 (위치에너지)
③ Damping element(감쇠요소) : 감쇠기 (에너지 소실)
④ Excitation element(기진요소) : 가진력, 가진변위

구성요소
O
X
자유도의 제한
Discrete vibration(이산계진동)
Continuous vibration(연속체진동)
가진력의 확정성
Deterministic vibration(확정진동)
Random vibration(랜덤진동)
가진력
Forced vibration(강제진동)
Free vibration(자유진동)
감쇠요소
Damped vibration(감쇠진동)
Undamped vibration(비감쇠진동)
중첩의 원리 가능
Linear vibration(선형진동)
Nonlinear vibration(비선형진동)

2) Degree Of Freedom(자유도)
→ 물체의 운동 혹은 위치를 기술하는데 필요한 최소한의 독립된 좌표 수

3) Free vibration(자유진동)
→ 진동체에 외력이 작용하지 않는 경우의 진동

출처 : 해피레포트 자료실

자연과학 자료등록 물리화학실험 자료등록 활성탄에 의한 아세트산의 흡착 자료

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자연과학 자료등록 물리화학실험 자료등록 활성탄에 의한 아세트산의 흡착

[자연과학][물리화학실험] 활성탄에 의한 아세트산의 흡착

실험제목 :
활성탄에 의한 아세트산의 흡착

조 :
학 번 :
이 름 :

1. 실험목적
흡착에 대한 과정을 이해하고 수용액으로부터 아세트산이 활성탄에 흡착될 때 흡착 등온선(adsorption isotherm)을 그려본다.

2. 이 론
(1) 아세트산의 흡착
1) 흡착
접촉하고 있는 기체나 용액을 고체의 표면에 달라붙게 만드는 성질을 흡착이라고 한다. 표면으로 끌리는 물질을 피흡착질(adsorbate)이라고 하고 물질이 붙는 고체는 흡착제(adsorbent)라고 한다.

2) 흡착의 종류
물리흡착과 화학흡착이 있다.
물리흡착은 반데르발스 힘에 의해 일어나고 기상에서 상대적으로 많다.
화학흡착은 이온결합, 공유결합으로 일어나며 액상에서 상대적으로 많다. 화학흡착은 대체적으로 단분자층만을 형성하게 된다.

3) 흡착등온선
주어진 온도에서 용액 내의 농도와 단위 질양의 흡착제에 흡착 되는 용질의 양 사이의 평형관계를 흡착등온식이라고 한다.
실험을 하게 될 액상흡착에서 흡착에 영향을 주는 요인으로는 흡착제와 용질의 성질, 흡착제의 표면적, 용질의 농도, 온도 등이 있다.
흡착식은 BET형, Henrt형등 여러 가지가 있는데 실험에서는 프로인드리히와 랭뮤어의 흡착등온선에 대해서만 다루도록 한다.
프로인드리히의 흡착등온선은 일정온도에서 고체 흡착제와 평형에 있는 용액에서의 피흡착질의 농도(C)와 흡착제의 질량(m)과, 흡착제에 흡착되는 피흡착질의 질량(x) 사이의 관계식을 나타내주는 식이다.

x 〓 흡착된 피흡착질의 무게(g)
m 〓 흡착제의 무게(g)
c 〓 평형에서의 용질의 농도(mol/L)
k,n 〓 상수

k는 반응의 크기로 생각하면 되고 n은 말 그대로 상수이다. n은 그 의미가 조금 애매해서 프로인드리히 흡착등온식은 경험식이라고도 일컫는다.

이론적 의미를 알기 위해서 랭뮤어의 흡착등온식에 대해 알아보자.
일단, 랭뮤어의 흡착등온식은 단분자층의 물리화학 흡착에만 잘 들어맞는 식이기 때문에 아세트산과 활성탄은 단분자층만 형성하고 분자강 상호작용이 없다는 가정을 한다.

a 〓 포화흡착량에 관계하는 상수
b 〓 흡착열에 관계하는 상수

고체 표면 중 이미 용질분자가 흡착하고 있는 부분을 , 피흡착질 분자가 아직 흡착하고 있지 않은 부분을 (1-)라 놓으면 용질 분자의 흡착 속도는 aC(1-), 탈착속도는 a`이다. 흡착제와 피흡착질을 섞어 놓은 후 어느 정도 시간이 지나면 흡착 평형 상태가 된다.
1g당 표면적을 s로 놓고 mg 고체의 전표면적을 ms로 놓으면 대신에 쓸 수 있다.
이 식에서 b〓a/a`(포화흡착량에 관계하는 상수)로 썼다.
그림1. 랭뮤어의 흡착등온선

랭뮤어의 흡착등온선을 도식화하면 보통 그림1과 같은 모양의 결과를 얻을 수 있다.

4) 활성탄
활성탄소를 줄여서 활성탄이라고도 한다.
이름에서 알 수 있듯 대부분이 탄소로 되어 있고 유기 화합물에 대한 흡착력이 크다. 탄소로 이루어진 물질에 미세공을 발달시켜서 흡착력을 배가시킨 물질이다.

5) 흡착량에 영향을 주는 요인

흡착량 변화 요인
흡착물질 증가 조건
pH
낮은 pH
이온화와 극성
큰 이온화도와 작은 극성
농도
높은 농도
용해도
소수성
분자구조와 표면장력
방량족 화합물, 작은 표면장력
분자량
큰 분자량
흡착제 입경
작은 입경

실험에선 농도와 흡착제와의 관계만을 다루기 위해 나머지는 전부 같은 조건에서 실행한다.
3. 실험방법
▲ 6개의 250ml 삼각플라스크에 흡착제로서 약 2g씩의 활성탄을 넣고 1-6의 번호를 붙인다. 활성탄은 무게를 mg단위까지 평량한다.

플라스크번호
HAc(ml)
증류수
전체부피(ml)
1
100
0
100
2
50
50
100
3
25
75
100
4
15
85
100
5
10
90
100
6
5
95
100
▲ 100

자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=11074027&sid=leesk55&key=

[문서정보]

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자료제목 : 자연과학 자료등록 물리화학실험 자료등록 활성탄에 의한 아세트산의 흡착
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자연과학 올립니다 일반화학실험 올립니다 시계 반응

[자연과학][일반화학실험] 시계 반응

[일반화학실험] 시계 반응
(1)Abstract
-속도 결정 단계가 포함된 메카니즘으로 일어나는 화학 반응 중에서 반응이 시작되고 일정한 시간이 지난 후에 갑자기 용액의 색깔이 변하는 반응을 시계 반응(Clock reaction)이라 한다. 이 실험에서는 시계 반응을 살펴보고, 시계 반응에서 이 반응의 반응 차수와 속도 상수를 구해보았다. 구한 결과 반응 차수 m=2, n=1 , 속도 상수 k=2749.7 이 나왔는데 잘 나온 값이라고 본다.

(2)Introduction
-이 실험은 시계 반응을 살펴보고, 반응이 걸리는 시간을 측정해서 반응 차수와 속도 상수를 구하는 실험으로 이에 대한 이론은 다음과 같다.

시계 반응에서는 느린 속도로 일어나는 첫 번째 반응에서 생성된 화합물이 빠른 속도로 진행되는 두 번째 반응에 의하여 곧 없어져 버리게 된다. 그러나 반응이 충분히 진행되어서 두 번째 반응에 필요한 반응 물질이 모두 없어진 후에는 첫 번째 반응의 생성 물질이 용액 속에 그대로 남게 되어서 용액 속에 함께 녹아있는 지시약의 색깔을 변화시키는 역할을 하게 된다.
이 실험에서는 과산화이황산 이온()으로 아이오다이드 이온()을 산화시키는 반응을 이용한 시계 반응을 살펴보고, 이 반응의 속도 상수를 결정한다. 가 산화되어서 만들어진 아이오다인()은 용액 속의 와 결합해서 형태로 존재하게 된다.

이 반응은 매우 느리게 진행되며, 반응 속도는 다음과 같다.

용액 속에 싸이오황산 이온()을 함께 넣어주면 위의 반응에서 만들어진 는 빠른 속도로 싸이오황산 이온과 반응해서 다시 로 환원된다.

그러나 용액 속에 들어있던 작은 양의 이 모두 없어지고 나면 첫번째 반응에서 만들어진 는 지시약으로 녹말과 결합해서 진한 청색을 나타낸다. 그러므로 반응이 시작되어서 진한 청색의 녹말-착물이 나타날 때까지 걸리는 시간은 용액에 넣어준 의 농도와 첫 번째 반응의 속도에 의해서 결정된다.
따라서, 반응 용액에 일정한 양의 를 넣고, 일정한 양의 와 를 혼합한 후에 진한 청색이 나타날 때까지의 시간을 측정하면 넣어준 가 완전히 없어질 때까지 걸리는 시간을 알 수 있고, 그 값으로부터 속도 상수와 반응 차수를 결정할 수 있다.

(3)Data and Results
실험A.Oscillating Reaction(대표 실험이었음.)
-무색이었다가 진해졌다가하는 과정을 반복한다.
실험B.Iodine Clock Reaction

반응 혼합물
100ml 플라스크
50ml 플라스크
1
10.0ml 0.20M KI
10.0ml 0.10M (NH4)2S2O8
2
5.0ml 0.20M KI
5.0ml 0.20M KCl
10.0ml 0.10M (NH4)2S2O8
3
10.0ml 0.20M KI
5.0ml 0.10M (NH4)2S2O8
5.0ml 0.10M (NH4)2SO4
-반응 혼합물의 구성은 다음 표와 같다.

[표1]

반응 혼합물
변색까지 걸린 시간(t)
상대 반응 속도(100/t)
1
73초
0.1M
0.05M
100/73
2
139초
0.05M
0.1M
100/139
3
152초
0.1M
0.025M
100/152
이 반응 혼합물의 양으로 계산한 값과 이 반응 혼합물로 실험한 결과는 다음과 같다.

[표2]

이때 반응 혼합물의 온도는
반응 혼합물1이 , 반응 혼합물2가 , 반응 혼합물3이 이다.
그리고 이 자료들을 통해 반응 차수와 속도 상수를 구해보면 다음과 같다.
우선, [표2]의 값들을 에 대입한다. 그러면,
-(1)
-(2)
-(3)
이다. 이때 (1)/(3)을 하면,
이고 여기서 n=1임을 알 수 있다.
그리고 (1)/(2)를 하면,
이고 m-n=1임을 알 수 있다. 그런데 n=1이므로
m=2가 된다. 이 때 (1),(2),(3) 식에 m, n값을 대입해서 k값을 각각 구하면,
(1):2739.7 (2):2877.7 (3):2631.6 이다. 그리고 이것들의 평균은 2749.7이다.
정리하면, 반응 차수는 m=2, n=1 이고 속도 상수는 k=2749.7이다.

(4)Discussion
-이번 실험에서는 시계 반응의 뜻과 시계 반응에서 반응 차수, 속도 상수 구하는 법을 알았다. 반응 차수는 정수가 나와야 하는데 측정값들로 반응 차수를 구해보니 거의 정수가 나왔다. 즉 색이 변하는 시각까지의 시간이 제대로 나온 것이다. 그래서 실험은 전반적으로 잘 되었다고 본다. 상대반응 속도를 구하는 과정에서 이것을 (100/t)로 놓았는데 분모 100은 상수를 그냥 넣은 것이다. 반응 속도의 절대적인 값이 없어도 상대적인 값으로 충분하기 때문이다.

(5)Reference
-표준 일반화학실험, 대한화학회, 천문각, 1999, pp. 191-196

자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=11079159&sid=leesk55&key=

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자료제목 : 자연과학 올립니다 일반화학실험 올립니다 시계 반응
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키워드 : 자연과학,일반화학실험,시계,반응,올립니다
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자연과학 올립니다 화학실험 - 화학평형상수의 결정 DownLoad

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자연과학 올립니다 화학실험 - 화학평형상수의 결정

[자연과학]화학실험 - 화학평형상수의 결정

화학평형상수의 결정(결과)

1. Abstract (요약)

‘화학평형상수의 결정에서는 평형상수는 반응 혼합물이 평형에 도달하기 위해 진행하는 방향을 예측하고, 평형에 도달한 후 반응물과 생성물의 농도를 계산하는데 사용된다는 것과 화학평형의 법칙을 이해하는 실험을 한다. 이번 실험에서는 화학평형의 법칙을 이용하여 평형상수를 결정하게 되는데, 평형상수를 구하기 위해서 Fe(NO3)3와 KSCN시약을 이용한다.
Fe(NO3)3 용액을 점점 묽게 하여 만든 2~6번 용액과 1번 시험관인 0.002M KSCN용액과 0.2M Fe(NO3)3 용액을 각각 5.0mL를 취하여 섞은 FeSCN2+표준용액과의 색이 같아졌을 때의 1번 시험관의 높이를 구한다. 이렇게 해서 구한[FeSCN2+]의 농도를 이용하여[Fe3+]와 [SCN-]의 농도를 구하면 화학평형의 법칙을 통해 평형상수를 구할 수 있다.
이 실험을 하기 위해서 우선 번호를 매긴 시험관 6개를 실험관 꽂이에 나란히 세운...화학평형상수의 결정(결과)

1. Abstract (요약)

‘화학평형상수의 결정’에서는 평형상수는 반응 혼합물이 평형에 도달하기 위해 진행하는 방향을 예측하고, 평형에 도달한 후 반응물과 생성물의 농도를 계산하는데 사용된다는 것과 화학평형의 법칙을 이해하는 실험을 한다. 이번 실험에서는 화학평형의 법칙을 이용하여 평형상수를 결정하게 되는데, 평형상수를 구하기 위해서 Fe(NO3)3와 KSCN시약을 이용한다.
Fe(NO3)3 용액을 점점 묽게 하여 만든 2~6번 용액과 1번 시험관인 0.002M KSCN용액과 0.2M Fe(NO3)3 용액을 각각 5.0mL를 취하여 섞은 FeSCN2+표준용액과의 색이 같아졌을 때의 1번 시험관의 높이를 구한다. 이렇게 해서 구한[FeSCN2+]의 농도를 이용하여[Fe3+]와 [SCN-]의 농도를 구하면 화학평형의 법칙을 통해 평형상수를 구할 수 있다.
이 실험을 하기 위해서 우선 번호를 매긴 시험관 6개를 실험관 꽂이에 나란히 세운 후 5mL 피펫을 사용하여 0.002M KSCN 용액을 5mL씩 취하여 각 시험관에 담는다. 그리고 0.2M Fe(NO3)3 용액을 피펫을 사용하여 5.0mL 취하여 1번 시험관에 넣고 흔드는데 이 용액이 FeSCN2+표준용액이다.

25mL 눈금실린더에 0.2M Fe(NO3)3 용액 10mL를 채우고, 여기에 증류수를 가하여 전체 부피가 25mL가 되도록 한 후 이것을 100mL 비커에 옮겨 잘 섞은 다음, 이 용액 5.0mL를 취하여 2번 시험관에 넣고 흔들어 잘 섞는다. 3번 시험관부터는 위의 과정을 반복하는데 과정을 되풀이 할 때마다 눈금실린더와 비커를 깨끗이 씻는다.
6개의 시험관을 위의 과정 모두를 반복한 후, 1번과 2번 시험관 둘레에 각각 종이를 감고 테이프를 붙여 아래와 윗면이 뚫린 실린더 모양으로 만들어 바깥 빛을 차단한다. 종이를 감지 않고 관찰한 경우와 종이를 감아 빛을 차단한 경우에 눈으로 확인할 때 색이 같아지는 지점이 달라보였다.
흰 종이 위에 두 시험관을 나란히 세운 후, 위에서 내려다보면서 두 시험관에 든 용액의 색이 같아질 때까지 스포이드로 1번 시험관에 든 용액을 빈 시험관에 옮긴다. 그리고 난 후 시험관을 두른 종이를 벗겨내고 1번 시험관 용액의 높이(ℓ)를 자를 이용하여 측정한다. 같은 과정을 3~6번 시험관에 반복한다. 실험을 마친 후 색이 같아졌을 때 1번 시험관 용액의 높이를 이용해[FeSCN2+]의 농도를 구하고, 이를 이용해[Fe3+]와 [SCN-]의 평형농도를 구한다. 화학평형의 법칙을 이용해서 평형상수를 구해보았더니 시험관 1, 2, 3, 4, 5, 6에 대해 각각 0, 206, 49.66, 11.34, 9.04, 3.83으로 점점 작아졌다. 이는 앞으로 정반응으로 더 반응이 진행됨을 의미한다.
이번 실험에서 평형상수의 용도를 알 수 있었다. 평형상수는 평형에서의 계산치에서 반응의 방향을 예측하고 평형에 도달한 후 반응물과 생성물의 농도를 계산하는데 도움을 준다.

2. Introduction (이론 및 배경)

? 화학평형(Chemical Equilibrium)
가역반응에서 정반응의 속도와 역반응의 속도가 평형인 상태를 화학평형이라 한다. 생성물과 반응물이 일정한 비율로 존재하는 경우, 외부에서 관찰시, 반응이 정지된 것처럼 보인다. 이것을 화학반응이 평형에 도달하였다고 한다. 이러한 현상이 나타나는 이유는 반응물이 생성물로 전환되는 속도와 생성물이 반응물로 전환되는 속도가 같기 때문이다.
따라서 평형상태는 정지된 것이 아니고 정반응과 역반응이 계속 진행되는 상태지만 두 반응의 속도가 같은 상태이다. 반응계가 일단 평형상태에 도달하면 외부 조건이 변화하지 않는 한 2이상 변화하지 않는데, 외부 조건의 변화에 따른 평형의 이동은 르샤틀리에의 원리를 적용하여 예측할 수 있다. ‘평형상태에 있는 계에 압력을 가하면 평형을 이 압력을 감소시키는 방향으로 이동한다.’

? 화학평형의 법칙
평형상태에서 반응 물질의 몰 농도의 곱과 생성물질의 몰

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자연과학 자료등록 실험보고서 자료등록 화학 반응 속도 시계반응 자료등록 자료

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[자연과학] [실험보고서] 화학 반응 속도 [시계반응]

실험 제목; 화학 반응 속도 (시계반응)

1. 실험 목적
반응 물질의 농도를 달리하여 시계반응으로 속도를 측정하고, 반응속도 상수와 반응차수를 구한다.

2. 실험 이론
① 반응 속도
물체의 운동을 나타낼 때 물체가 얼마나 빠르게 이동하고 있는가에 대한 척도로 속도(velocity)를 이용한다. 화학 반응에 대해서도 반응이 얼마나 빠르게 일어나는가에 대한 척도로 반응 속도(reaction rate)를 사용한다.
반응 속도는 평형과는 엄격히 구분되어야 한다. 그래서 화학자들은 반응 속도 측면에서 안정한 물질(즉, 속도론적으로 안정한 물질)과 평형적 측면에서 안정한 물질(즉, 열역학적으로 안정한 물질)을 구분해서 사용한다.
열역학적으로 안정하지만 분해 속도가 매우 빨라 속도론적으로 불안정해 쉽게 분해되는 물질이 있는 반면, 열역학적으로 불안정해도 분해 속도가 매우 느려 속도론적으로 안정하여 오랫동안 그 상태로 남아있는 다이아몬드와 같은 물질도 있다. 그러므로 반응 속도만으로 물질의 안정성을 판단해서는 안된다.
반응 속도는 단위 시간 동안 반응 물질 또는 생성 물질의 농도 변화량으로 정의되며, M/s(mol/L?sec)의 단위를 갖는다. 또한 화학 반응식만으로 반응 속도에 대해서 언급하게 되면 정확히 어떤 물질의 소멸 속도인지 생성 속도인지 의미가 모호해지기 때문에 어떤 물질의 소멸 속도 혹은 생성 속도를 명시해 주는 것이 좋다.

v
t
t
농
도
생성물
반응물
정반응
역반응

반응 속도를 생성 물질의 농도 변화량이라고 정의하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

반응속도 〓 반응 물질 농도의 변화량 〓 생성 물질 농도의 변화량
반응 시간 반응 시간

반응 속도를 측정하기란 쉬운 일이 아니다. 반응 속도는 온도에 매우 민감한데, 반응할 때 나오는 반응열 때문에 온도를 일정하게 유지시키기는 어렵다. 또한 반응 속도는 시간에 따라 달라지는데, 시간마다 물질의 농도를 측정할 수 없다. 그렇기 때문에 엄밀하게 순간적인 반응 속도를 구하는 것은 불가능하다. 따라서 보통 반응 속도를 측정할 때 여러 가지 근사를 이용하거나 평균적인 값을 이용한다.
- 기체 발생 반응 : 기체가 발생하는 반응은 단위 시간 동안 발생하는 기체의 부피를 측정하거나, 기체 발생으로 인한 단위 시간당 질량의 감소량을 측정하면 반응 속도를 구할 수 있다.

? 부피 측정법
부피 측정법은 염소산칼륨(KClO₃)의 열분해처럼 생성 물질이 기체일 때 주사기나 메스실린더 등을 이용하여 일정 시간 간격으로 발생한 기체의 부피를 측정하여 구한다.

반응 속도(mL/s) 〓 발생하는 기체의 부피(mL)
반응 시간(s)

발생한 기체의 부피를 이상기체 상태 방정식을 이용하여 반응 속도를 몰 수에 관한 식으로 바꿔주면 mol/s의 단위를 가지는 반응 속도를 구할 수 있다.

? 질량 측정법
질량 측정법은 기체가 발생하는 동안에 발생한 기체가 반응 용기를 빠져나가면 감소한 질량이 발생한 기체의 질량과 같으므로 시간에 따른 질량 변화를 측정하여 반응 속도를 구한다.

반응 속도(g/s) 〓 감소한 기체의 질량(g)
반응 시간(s)

이 경우도 부피 측정법과 마찬가지로 질량을 기체의 분자량으로 나누어 주면 mol/s의 단위를 가지는 반응 속도를 구할 수 있다.

- 앙금 생성 반응 : 앙금 생성 반응은 일정량의 앙금이 형성될 때까지 걸리는 시간을 측정하여 반응 속도를 구한다. 하지만 이 방법은 절대적인 반응 속도값을 얻을 수 없으며 앙금의 색에 따라 개인 차이가 날 수도 있다.

반응 속도(s?¹) 〓 1
반응 시간(s)

② 반응 속도 상수와 반응 차수
반응 aA + bB → C에 대한 C의 생성 속도를 반응 속도로 정

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자연과학 자료실 화학 및 실험 - 미지시료의 양이온의 정성분석 보고서

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자연과학 자료실 화학 및 실험 - 미지시료의 양이온의 정성분석

[자연과학] 화학 및 실험 - 미지시료의 양이온의 정성분석

미지시료의 양이온 ()의 정성분석

1. 실험목적: 수용액에서 금속의 산화-환원 반응과 침전 반응 등을 이용하여 을 정성분석하고 이를 통해 여러 종류의 이온평형을 이해한다.

2. 실험이론
`조사할 내용`
- 용해도 : (일정한 온도에서 용매 100g에 녹을 수 있는 용질의 최대량으로 용질의 그람수로 나타낸다)
같은 용매에 녹이더라도 용질의 종류에 따라 녹을 수 있는 양은 서로 다르다. 또한 같은 용질이라도 용매의 종류에 따라 녹을 수 있는 양도 다르다. 또 온도에 따라서도 달라진다. 따라서 용해도를 알기 위해서는 `어떤 용매에`, `어떤 용질을`, `몇 도의 온도에서` 녹였는지를 고려해야 한다. 보통은 용매로서 물을 사용한다.
용해도는 보통 용매 100g에 대해 최대로 녹을 수 있는 용질의 그람수(g)로 나타낸다.예를 들어, 용질 A를 20℃에서 물 150g에 녹였더니 15g까지 녹고 그 이상을 넣으면 가라앉았다고 할 때, 용질 A의 20℃에서

15 : 150 〓 x : 100,
∴ x〓10,

따라서 용해도는 10이다.

또 만약 20℃에서 용해도가 20인 용질 B를, 20˚C에서 물에 최대한 많이 녹여 180g의 용액을 만들었다고 할 때, 물과 용질 B는 전체 용액 속에 각각 몇 그람씩 섞여 있는 것인지 알아보자.

물의 양을 x, 용질 B의 양을 y라 하면,

x + y 〓 180 -` x 〓 180 - y, (물의 양과 용질 B의 양을 합하면 180g)
20 : 100 〓 y : x -` 20 : 100 〓 y : 180 - y,
100y 〓 3600 - 20y,
∴ y 〓 30

따라서 물 130g에 용질 B 30g이 녹아있는 용액임을 알 수 있다.
이와 같이 용질을 용매에 직접 녹여가면서 용질의 용해도를 알아낼 수 있으며, 용해도를 알고 있는 용질의 경우 포화 용액 속에 용질이 몇 그람 포함되어 있는지도 계산해 낼 수 있다.
일반적으로 극성 용질은 극성 용매에 대한 용해도가 높고, 비극성 용질은 비극성 용매에 대한 용해도가 높다. 또 온도 뿐 아니라 압력에 의해서도 용해도가 달라질 수 있다. 그러나 일반적으로는 대기압에서의 용해도를 말한다.

- 를 포함한 다양한 이온성 화합물의 용해도
은이온
silver arsenate
silver bromide
silver carbonate
silver chloride
silver chromate
silver cyanide
silver iodate
silver iodide
silver oxalate
silver thiocyanate

카드뮴이온
cadmiun carbonate
cadmiun hydroxide
cadmiun oxalate
cadmiun surfide

납이온
Lead Hydroxid 노란색 적색
Lead carbonate
Lead chloride
Lead chromate
Lead iodide
Lead oxalate
Lead sulfate
Lead surfide

수은이온
Mercury Bromide(I)
Mercury carbonate(I)
Mercury chloride(I)
Mercury iodide(I)
Mercury thiocyanate

자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=15022594&sid=leesk55&key=

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자료제목 : 자연과학 자료실 화학 및 실험 - 미지시료의 양이온의 정성분석
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자연과학 자료실 일반화학실험 - 인산의 적정과 완충 용액

[자연과학] 일반화학실험 - 인산의 적정과 완충 용액

1. subject : 인산의 적정과 완충 용액

2. Object

인산의 측정을 통해서 다양성자산의 적정 곡선을 익히고, 완충용액의 원리와 중요성을 배운다.

3. Principle

① 약산/약염기
실험실에서 사용하는 산은 HCl, HNO₃,CH₃COOH, H₂SO₄,H₃PO₄등이다. 처음 세 개는 일양성자산이다.
즉, 산이 이온화하면서 하나의 수소 이온을 만든다.
HCl (aq) ` H(aq) + Cl(aq)
HNO₃(aq) ` H(aq) + NO₃(aq)
CH₃COOH (aq) `-` CH₃COO (aq) + H(aq)
아세트산의 이온화는 불완전하기 때문에( 이중화살표), 약 전해질이다. 이 이유로 약산이라 부른다. 반면에 HCl과 HNO₃는 용액에서 완전히 이온화하려는 강전해질이기 때문에 강산이다.
수산화소듐과 수산화바륨은 강전해질이다. 이것은 용액에서 완전히 이온화된다는 것을 의미한다. 또한 암모니아는 용해한 NH₃분자가 물과 반응하여 ...1. subject : 인산의 적정과 완충 용액

2. Object

인산의 측정을 통해서 다양성자산의 적정 곡선을 익히고, 완충용액의 원리와 중요성을 배운다.

3. Principle

① 약산/약염기
실험실에서 사용하는 산은 HCl, HNO₃,CH₃COOH, H₂SO₄,H₃PO₄등이다. 처음 세 개는 일양성자산이다.
즉, 산이 이온화하면서 하나의 수소 이온을 만든다.
HCl (aq) ` H(aq) + Cl(aq)
HNO₃(aq) ` H(aq) + NO₃(aq)
CH₃COOH (aq) `-` CH₃COO (aq) + H(aq)
아세트산의 이온화는 불완전하기 때문에( 이중화살표), 약 전해질이다. 이 이유로 약산이라 부른다. 반면에 HCl과 HNO₃는 용액에서 완전히 이온화하려는 강전해질이기 때문에 강산이다.
수산화소듐과 수산화바륨은 강전해질이다. 이것은 용액에서 완전히 이온화된다는 것을 의미한다. 또한 암모니아는 용해한 NH₃분자가 물과 반응하여 아주 적은 분 율의 NH₄와 OH 이온을 생성하기 때문에 약염기이다.

② 다양성자산

황산 및 인산과 같은 몇 가지 중요한 산들은 한 개 이상의 양성자를 공급할 수 있어 다 양성자산이라고 한다. 다양성자산은 한 번에 하나의 양성자씩, 단계적으로 해리된다. 예를 들면 사람의 혈액에서 PH를 일정하게 유지하는데 중요한 역할을 하는 이양성자산인 탄산은 다음과 같은 단계로 해리한다.
H₂CO₃(aq) `-` H(aq) + HCO₃ (aq)
HCO₃ (aq) `-` H(aq) + CO₃² (aq)
첫 해리평형의 짝염기인 HCO₃ 는 두 번째 단계에서 산이 된다. 인산은 삼양성자산으로 다음과 같이 해리한다.
H₃PO₄(aq) `-` H(aq) + H₂PO₄ (aq)
H₂PO₄² (aq) `-` H(aq) + HPO₄² (aq)
HPO₄² (aq) `-` H(aq) + PO₄³ (aq)

③ 완충용액
완충용액은 수산화이온이나 양성자가 첨가될 때, 그 PH 변화를 막는 용액이다. 완충용액의 가장 중요한 실제 보기는 혈액인데, 생체 반응에서 생기는 산이나 염기를 그 PH 변화 없이 흡수 할 수 있다. 세포는 매우 좁은 PH범위에서만 살아남을 수 있기 때문에 혈액의 PH 를 일정하게 유지하는 것은 매우 중요하다. 완충용액에서는 약산과 그 염 또는 약염기와 그 염이 들어 있을 수 있다. 적당한 성분을 선택함으로써 거의 모든 PH의 완충용액을 만들 수 있다.

④ Henderson - Hasselbalch 식
[HA]와 [A]를 알기 때문에 산 해리 상수식은 완충용액의 [H]을 계산하는데 가끔 유용하다.
[H] 〓 Ka [HA]
[A]
예를 들면, 0.10M HF와 0.30M NaF가 들어 있는 완충용액의 [H]을 계산하려면, 위 식에 대입하기만 하면 된다.
[H] 〓 7.210⁴ 0.10 〓 2.4 10⁴M
0.30
위 식의 다른 유용한 형태는 양변에 음의 로그를 취하면 얻어진다.
- log [H] 〓 -log(Ka) -log [HA]
[A]
〓` pH 〓 pKa + log [염기]
[산]
⑤ 르샤틀리에의 원리
농도, 압력, 온도의 변화가 평형계에 미치는 영향을 르샤틀리에의 원리를 이용하여 예측할 수 있다. 르샤틀리에의 원리는 “평형상태에 있는 어떤 계에 변화가 주어지면 평형위치는 그 변화의 효과를 감소시키는 방향으로 옮겨간다.” 라고 표현 할 수 있다. 암모니아의 합성 반응을 생각해보자. 다음의 농도로 표시되는 평형 위치를 가정한다.
[N₂] 〓 0.399M, [H₂] 〓 1.197M, [NH₃] 〓0.203M
N₂ 1.00mol/L 을 이 반응기에 갑자기 주입한다면 어떤 일이 생겨날까 같은 길이의 화살표로 표시 할 수 있듯이 정반응과 역반응의 속도가 정확히 균형을 잡고 있는 평형계를 다시 떠올려 이 질문에 대한

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