[물리화학실험]용매를 이용한 용질 추출법

소개글

분별깔때기에 더해지게 되는 아세트산 수용액의 농도를 달리할 때, 섞이지 않는 두 층의 용매에 용질이 어느 정도 이동하여 분배 되는지를 확인해보는 물리화학실험 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 실험 결과
7. 토의 사항
8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 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.
1.2. 본 실험은 불균질 평형(heterogenius equilibrium distribution)이 성립되는 계에서의 질량작용의 법칙(the law of mass action)의 유효성을 설명해 준다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 화학평형 [化學平衡, chemical equilibrium]
가역반응에서 정반응의 속도와 역반응의 속도가 평형인 상태로, 외부 조건이 변하지 않는 한 변하지 않는데, 외부 조건의 변화에 따른 평형의 이동은 "평형상태에 있는 계에 압력을 가하면 평형은 이 압력을 감소시키는 방향으로 이동한다."는 Le Chatelier의 원리로 예측할 수 있다.
즉, 화학 평형은 가역 반응에서 조건이 일정할 때 정반응 속도와 역반응 속도가 같아져서 농도 변화가 없는 상태를 말한다. 거시적으로는 두 과정의 반응 속도가 같아서 아무런 변화가 없는 것처럼 보이지만, 미시적 계에서는 끊임없이 정반응과 역반응이 일어나고 있기 때문에 동적 평형 상태라고 한다. 화학 평형은 농도, 압력, 부피, 온도에 따라 영향을 받는다. 단, 촉매에 의해서는 영향을 받지 않는다. 즉, 평형에 있는 계의 농도, 압력, 부피, 온도를 바꾸면 새 평형으로 진행된다. 평형에 있는 계에 자극을 가하면, 자극을 완화시키는 방향으로 계가 반응한다는 것이 Le Chatelier의 법칙이다.

2.2. 평형상수 [平衡常數, equilibrium constant]
가역적인 화학반응이 특정온도에서 평형을 이루고 있을 때, 반응물과 생성물의 농도관계를 나타낸 상수이며 반응물 및 생성물의 초기농도에 관계없이 항상 같은 값을 지닌다. 이 값이 크면 평형에서 생성물이 반응물보다 더 많이 존재함을 의미한다. 반응물 A와 B가 반응하여 생성물 C와 D를 생성하는 가역적 반응에 대한 화학 반응식은 다음과 같다.

참고 자료

물리화학실험, 대한화학회, 淸文閣, 2007, p.63～68
Physical Chemistry, Donald A. McQuarrie, John D. Simon
Experimental physycal chemistry, McGraw-Hill Book Company, Inc. / New York, 1956