용매를 이용한 용질 추출법 설계 예비

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 배경
3. 장치 및 시약
4. 실험방법
5. 참고문헌

본문내용

2. 실험 목적 : 섞이지 않는 두 용매 사이의 평형 분배(Equilibrium Distribution)를 이해한다. 각 상에서의 용질의 회합 또는 해리 상수에 관한 정보를 얻고자 한다. 또한, 용매 추출 장비의 고안 및 조작 방법을 배운다. 이 실험은 불균질 평형(heterogenius equilibrium distribution)이 성립되는 계에서의 질량작용의 법칙(the law of mass action)의 유효성을 설명해 준다.

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위 식에서 염(혹은 강산, 강염기)이 물에 용해될 때 3개의 다른 종이 형성된다. 농도의 화학 퍼텐셜 대수 관계는 각각의 종에 적용되고, 따라서 위의 예에서 산의 화학 퍼텐셜은 수소 인온과 염소 이온의 화학 퍼텐셜의 합으로 주어진다. 전체적으로 중성인 계에 대해서는, 하나의 이온 농도는 나머지로부터 구할 수 있으므로 이 계는 3성분계가 아닌 2성분계이다.

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Craig 등은 한 번에 여러 번 편리하게 추출할 수 있는 여러 가지 장치를 고안하였는데, 역류 분배 장치는 많은 두 상의 분배에 의해 분리한다는 점에서 증류관과 유사하다.이 역류 분배 장치는 분별 증류의 목적뿐만 아니라 모르는 유기물질의 특성을 알아내는 데 사용된다.
이론적으로 분배는 Gauss의 분포곡선에 따라, 관의 수나 이행횟수가 많을수록 잘 분리한다. 이 방법은 용해도에 큰 차이가 없는 물질을 온화한 조건에서 능률적으로 분리할 수 있는 특징이 있으며, 아미노산, 펩티드를 비롯한 많은 천연물의 분리분석에 사용하고 있다. 또한 크로마토그래피에서도 같은 원리인 분배크로마토그래피가 있다.
수용액과 섞이지 않는 유기 용매 사이에서 유기산과 유기염기들의 분배계수는 수용액층의 pH에 크게 의존하기 때문에, 페니실린과 같은 다양한 유기산을 분리해 내는 데 여러 종류의 완충용액을 사용한 다중 추출 방법을 사용하고 있다. 또한, 분배 실험은 복합체 이온의 성질과 해리상수를 알아내고, 평형상수를 추측하는 데 사용된다.

참고 자료

물리화학실험/대한화학회/청문각/2011/p63~p68
유기화학실험/김종승 외 10명/화학교재편찬위원회/2002/p111~p131
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