1. 실험 제목 : 알코올의 정량 분석
2. 실험 목적
크로뮴산(CrO3) 이 알코올에 의하여 청록색의 불투명한 크로뮴(III)으로 환원되는 반응을 이용하여 알코올의 농도를 알아낸다
* 농도를 알아내는 방법들을 안다
* 분광법의 원리를 안다
* Beer- Lambert law를 이해한다
* 알코올의 산화 반응을 이해한다
3. 실험 기구 및 시약
삼각 플라스크(125mL, 50mL)
피펫 (1mL)
눈금 실린더 (100mL, 10mL)
스펙트로닉 20 분광기
1.0M 크로뮴산(CrO3) 수용액
2%, 6%, 10%, 14%, 18% C2H5OH 수용액
백포도주
4. 실험 원리
1) 정량 분석
a. 정량 분석의 정의- 성분들의 함량을 결정
b. 정성 분석 - 시료에 존재하는 원소, 이온, 화합물의 확인
c. 여러 가지 분석법
- 무게 분석법, 적정 분석법, 전위차 분석법, 전해무게 분석법, 전기량 분석법, 전압-전 류법, 분광 분석법, 형광 분석법, 원자 분광법, 크로마토그래피, 반응 속도법 등이 있 다
2) 분광 분석법
a. 전자기 스펙트럼의 가시광선 영역이 가장 흔히 사용된다
b. 스펙트럼의 측정은 적외선, 가시광선, 자외선 영역에서 모두 가능
c. 파장 영역 선택에 영향을 주는 인자들
- 분석 물질이 색을 띠고 있는가?
- 색을 띠는 유도체로 바꾸어질 수 있는가?
- 자외선 또는 적외선 영역에서 흡수하는 작용기를 포함하는가?
- 다른 흡수하는 화학종이 용액에 있는가?
- 기기의 사용 가능 여부는 어떠한가?
d. 전자기 복사선
- transverse wave로 전파되는 복사 에너지의 한 형태
- propagation 방향에 수직으로 진동: 복사선에 파동을 전달한다
λ=c/υ에서 E=hυ= hc/λ
즉, 파장이 짧고 진동수가 클수록 에너지는 커진다
3) Beer's law
전자기 에너지가 흡수될 때 투과 에너지의 힘이 기하학적으로 감소함
logT= -εlc
*흡광도 A= -log
T= εlc
*percent 투과도 %T = P/P0 *100
4) alcohol
a. 방향족 고리나 C=O 기에 바로 붙어 있는 경우를 제외한 -OH 기를 가진 화합물
b. 주 공급원- 효모 내에 들어 있는 효소를 이용한 탄수 화물의 발효
c. 명명법
- -OH 기가 붙어 있는 C 원자에 인접한 C 수에 따라 1차, 2차, 3차 알코올로 분리
- -OH 기의 수에 따라 1가, 2가, 3가 알코올로 분리
d. 알코올의 산화
- 1차 알코올 =산화=> 알데히드 =산화=> 카르복시산
- 2차 알코올 =산화=> 케톤
5.. 실험 방법
1) 베르의 법칙 곡선
a. 2%, 6%, 10%, 14%, 18% C2H5OH 용액을 삼각 플라스크에 넣고 각각의 플라스크에 크로뮴산 10mL 넣기
b. 전체 부피가 20mL 되도록 증류수로 묽힌다
c. 분광기를 이용해 600nm 에서의 투과도를 측정한다
2) 알코올의 정량
a. 알코올을 1mL 씩 플라스크에 넣고 크로뮴산 10.0mL 넣기
b. 피펫으로 1.0mL 덜은 뒤 증류수로 20mL 되게 묽힌다
c. 600nm 에서의 투과도 측정
3) 포도주의 분석
a. 백포도주를 10배로 묽혀 450~650nm 간격에서 투과도 측정
b. 크로뮴산을 10배로 묽혀 450~650nm 간격에서 투과도 측정
c. 백포도주 1.0mL, 크로뮴산 1.0mL 넣고 증류수로 10.0mL 되게 묽힌 후 흡수 스펙트럼 얻기
d. 베르의 법칙 곡선 이용해 알코올의 함량을 계산하기
6. 예비 고찰
1) 크로뮴산은 부식성이 매우 강하므로 옷이나 피부에 묻지 않도록 주의하여야 한다
*(보안경을 착용하고, 묻었을 때에는 즉시 세척하도록 함)
2) 사용한 용액은 반드시 회수하도록 한다
7. 참고 문헌
일반화학(1995)Atkins, 탐구당, 1047-1051
표준 일반화학 실험(1999)대한화학회, 천문각(제5개정판), 139-144
분석화학(제5판) Gary Christian, 희중당, 1-9, 82-84, 105-108, 409-444