[유기화학실험] 분별증류(Fractional Distillation)

소개글

"[유기화학실험] 분별증류(Fractional Distillation)"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Apparatus and Reagents
5. Procedure
6. Cautions
7. Data & Results
8. Discussion
9. Conclusion
10. References

본문내용

1. Title
Fractional Distillation

2. Purpose
액체의 끓는점 차이를 이용한 분리 방법인 Distillation에 대해 이해하고, 실험 도구에 대해 숙달한다.

3. Theory
1) 증류 (Distillation)
증류는 균일 혼합물의 성분을 분리하는데 사용하는 방법으로, 액체의 끓는점의 차이를 이용한다. 끓는점이 다른 두 물질의 혼합용액을 증류 장치에 넣어 끓이면, 끓는점이 낮은 물질이 먼저 기화된다. 기화된 물질을 다시 액화시켜 두 물질을 분리할 수 있다. 예를 들어, 에탄올과 물을 섞은 물질을 증류 장치에 넣었다고 한다. 에탄올의 끓는점은 78 ℃이고, 물의 끓는점은 100 ℃이므로, 에탄올이 먼저 끓어 기화될 것이다. 기화된 에탄올을 다시 액화시켜 물과 에탄올을 분리할 수 있다.

2) 끓는점 (Boiling point)
끓는점은 액체의 증기압이 대기압과 같게 되는 온도를 말한다. 액체가 끓는점에 도달하면 충분한 내부 에너지를 가져 기체 상태로 변한다. 끓는점은 외부 대기압에 따라 바뀌는데, 대체적으로 대기압이 증가하면 물질의 끓는점 역시 증가한다.불순물이 섞인 용액의 끓는점은 순수한 물질의 끓는점과 다르고, 계속 변화한다. 예를 들어, 설탕물을 끓일 때 처음에는 물의 끓는점인 100 ℃ 근처에서 끓는다. 하지만 증류 과정이 계속될수록 설탕물의 농도는 진해지는데, 이에 따라 끓는점은 100 ℃ 이상으로 계속해서 상승한다. 이는 용액의 증기압이 용액 속 물 분자의 개수에 의존하기 때문이다. 용액이 끓으며 용액 속 물 분자가 증발되는데, 이에 용액 속 물 분자의 개수가 줄어들며 증기압이 감소하고, 용액이 끓는데 더 높은 온도가 필요하게 되는 것이다.

참고 자료

PubChem, “cyclohexane”, “toluene”, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ , (2023.09.08)
K. L. Williamson, Macroscale and Microscale Organic Experiments, 6th Ed. Houghton Mifflin, 2020,pp. 86~101, 284~285
Brown 외 5인 및 화학교재연구회 옮김, 일반화학 제14판, Pearson 및 자유아카데미, 2019, p. 262, pp.490~491, 584~587,