메틸오렌지합성

목차

1.이론

1.1.이론적 배경

1.1.1.염료(dye)

1.1.2.아조 염료(azo dye)

1.2.안전 및 유의사항

1.3.물리상수

2.실험

2.1.실험준비물

2.2.실험방법

3.결과

3.1.관찰 결과

3.1.1.관찰 1

3.1.2.관찰 2

3.1.3.관찰 3

3.1.4.관찰 4

3.1.5.관찰 5

3.1.6.관찰 6

4.고찰 및 토론

5.참고문헌

본문내용

을 한 후, 시료가 완전히 녹으 면 실온까지 식힌 후 얼음 중탕에서 차게 식혔다. 그렇게 한 다음에 Sodium nitrite 375.0mg을 첨가하니 얼음 때문인지 플라스크의 온도는 시간이 지남에 따라서 점점 감 소를 했다. 하지만 얼음 10.0g에 진한 염산 1.0mL을 섞은 용액을 넣어주자 약간의 온도 상승을 보였다.
3.1.2. 관찰 2 (색깔변화)
⇒ 얼음 10.0g에 진한 염산 1.0mL을 섞은 용액을 넣어 준 후, 천천히 색깔의 변화를 보였 다. 처음에는 투명하고 연한 노란색(거의 아이보리색 비슷했음)을 띠다가 시간이 지남에 따라서 투명한 상태에서 노란색이 점점 진해졌다.
3.1.3. 관찰 3 (색깔변화)
⇒ 다이아조늄 염이 만들어진 플라스크에 N,N-Dimethyl aniline 0.7mL와 Acetic acid 0.5mL를 섞은 용액을 넣어주자 액체를 넣는 순간에는 투명한 붉은색이었다. 하지만 13 분 동안 가열판에서 교반을 시켜주자, 점점 불투명해지면서 붉은색이 진해졌다.
3.1.4. 관찰 4 (NaOH의 양)
⇒ 반응 마무리 단계에 들어가서 만들어진 혼합물에 10% NaOH용액을 넣어주었다. 10% NaOH용액을 약간씩 넣어주면서 중간 중간에 pH종이로 pH를 확인해주었다. 10% NaOH용액 10mL를 넣는 순간 혼합물의 pH가 9를 나타냈다.
3.1.5. 관찰 5 (거름종이 무게)
무게 (g)
거름종이
2.220
⇒ 반응이 끝난 용액을 실온까지 식힌 후 얼음 중탕에서 냉각시켜 생성물을 결정화했다. 감 압 필터 하기 전에, 감압 필터 때 사용할 거름종이의 무게를 측정한 결과 거름종이의 무 게는 2.220g이 나왔다.
3.1.6. 관찰 6 (생성물 무게, 색깔, 수율)
계산과정
(시계접시+생성물) 무게 (g)
6.01 (Raw Data)
생성물 무게 (g)
6.01 - 2.220 = 3.79
생성물 몰수 (mol)
= 0.01159mol = 11.59mmol
⇒ Raw Data를 사용해서 생성물의 무게를 계산해보니 3.79g이 나왔다. 이 값을 생성물 (Methyl Orange)의 분자량으로 나눠준 결과 생성물의 몰수는 11.59mmol이 나왔다.
명명
사용량 (mmol)
Sodium Carbonate
2.6
Sulfanilic acid
5.8
Sodium nitrite
5.4
N,N - Dimethyl aniline
5.5
Acetic acid
8.7
⇒ 한계 반응물이 Sodium nitrite이기 때문에 Methyl Orange의 이론적인 생성 몰수는 5.4mmol이다.
계산과정
수율 (%)
[]
= 214.6 %
4. 고 찰 및 토 론 (DISCUSSION)
이번 실험의 목표는 다이아조늄 염을 이용한 아조 염료의 합성이다.
이 전의 실험들에 비해서 용액의 색의 변화가 뚜렷했던 실험이었다. 그렇기 때문에 실험을 할 때 더욱 흥미로웠고 반응의 진행 정도를 확인하기가 용이했다. 또한 이때까지는 Methyl Orange라는 용액을 지시약으로 사용하기만 했는데, 그 용액을 직접 만들게 되어서 재미있었다.
Methyl Orange합성 반응의 한계 반응물이 Sodium nitrite이기 때문에 이론적인 생성 몰수는 5.4mmol이다. 하지만 우리조의 실험결과로 계산해 본 실험적인 생성 몰수는 11.59mmol이 나왔다. 이 값으로 Methyl Orange의 수율을 계산해보니 214.6%나 나왔다. 이 값의 오차는 이러한 계산에 의해서 114.6%라는 것을 알 수 있었다.
오차값을 보면 알 수 있듯이 생성물에 불순물이 많이 포함되어 있음을 알 수 있었다. 이러한 오차의 원인은 조교님이 말씀하신 것처럼 Sodium nitrite 용액의 시약병이 일주일동안 열린 상태로 보관되었기 때문이다. 이러한 상태로 보관이 되어있었기 때문에 시약병에 Sodium nitrite 용액이 아닌 다른 불순물이 포함되어 있었을 것이다. 그 불순물들은 우리가 첨가해준 다른 용액들과 반응을 해서 결정화를 했기 때문에 결정의 크기와 질량이 증가한 것이다. 또 다른 오차의 원인은 건조가 완전하게 이루어지지 않았기 때문이다. 이러한 원인으로 우리가 재준 (거름종이+생성물)의 무게에는 이 둘만의 무게뿐만 아니라 물의 무게도 포함이 되어 있는 것이다.
5. 참 고 문 헌 (REFERENCES)
① http://100.naver.com/100.nhn?docid=105752, 네이버 백과사전
② http://100.naver.com/100.nhn?docid=102334, 네이버 백과사전

키워드

메틸,   오렌지,   합성