음주 측정의 화학적 검사원리 탐구 및 알콜 분석

목차

초록

1. 서 론

2. 이론적 배경

3. 준비물 및 과정

4. 결과

5. 고찰

6. 결론

참고문헌

본문내용

것은 우리 마음가짐의 문제였다. 처음에 실험을 시작하기 전에 실험 과정을 참고문헌으로부터 얻었고 그 과정 역시 어렵지 않았기 때문에 실험을 간단히 여긴 것부터가 우리가 그러한 어려움을 느끼게 한 첫 번째 이유이자 가장 큰 이유였던 것 같다. 그리고 우리가 실험과정을 얻은 문헌이 외국 책이었기 때문에 우리가 실험에 사용했던 물품들과 많이 달랐던 점도 어려웠다. 이 실험에서 가장 중요한 부분이자 우리가 고민을 많이 했던 부분이 바로 A절의 비색표준시약 제조였다. 우선 가장 힘들었던 부분은 바이알 마개에 떨어뜨린 에탄올과 중크롬산칼륨-황산용액이 섞이면 안 된다는 것이었다. 표면장력을 이용해서 마개에 에탄올을 떨어뜨려 섞이지 않게 하려고 시도를 했지만 마개가 작다보니 한 방울을 떨어뜨렸다고는 하지만 마개를 닫는 순간 벽과 만나 흘러내리고 말았다. 그렇게 4번의 실패를 겪었다. 그리고 화가 나서 에탄올 용액을 바로 중크롬산칼륨-황산용액에 넣었는데 색이 변하지 않는 것이었다. 그 때까지 사용하던 에탄올용액은 우리가 문헌에서 얻은 대로 1무게%로 희석시킨 에탄올을 A절의 11번에 의해 희석시킨 것이었다. 그 때가 되어서야 우리는 아무래도 에탄올의 농도가 너무 낮은 것이 아닌가 하는 생각을 하게 되었다. 그리고는 적당한 농도를 찾기 위해 고민을 하기 시작하여 1무게%로 희석시키지 않고 순수한 에탄올을 바로 A절의 11번 과정에 따라 희석하여 사용하기로 했다. 하지만 그 문제를 해결 한 후에도 어떻게 해야 에탄올과 중크롬산칼륨-황산용액이 섞이지 않게 하느냐는 문제가 남아 있었다. 둘째 날 실험이 끝날 때까지 우리는 그 문제를 해결하지 못하고 셋째 날이 되어서야 해결할 수 있었다. 방법을 생각해내고 나자 우리는 정말 우리가 바보 같다는 생각을 하였다. 단순히 휴지를 마개 안쪽에 넣고 휴지위에 에탄올을 떨어뜨린 후 닫으면 되는 것이었다. 그것을 생각해내고 나자 A절의 실험은 어려운 점이 없이 끝났다. 하지만 B절의 실험을 하면서 A절 실험 과정 중에서 의문점이 생겼다. A절 17번 과정 아래에 보면 에탄올과 중크롬산칼륨-황산용액이 섞이면 안 된다고 되어있는데 어째서 그런지 의문점이 생긴 것이다. 우리는 B절의 실험이 간단했기에 끝내놓고 남은 집중탐구 기간 내내 그 이유에 대하여 생각해 보았다. 선생님들께도 조언을 구해보았지만 선생님들께서는 그것을 생각하는 것도 집중탐구의 목적이라며 우리가 스스로 결론을 내도록 유도하셨다. 결국 우리는 여러 방면으로 생각해 보기로 하였다. 이틀동안 계속 이러한 주의를 해야하는 이유에 매달린 끝에 우리는 이 이유가 보다 순수한 에탄올을 얻어내어 중크롬산칼륨을 환원시키기 위한 것이라는 결론을 얻었다. 우리가 새로운 에탄올 용액을 희석시켜 중크롬산칼륨-황산용액에 떨어뜨려보니 색깔이 변했다. 이것으로 보아 색이 변하지 않는 등의 이유는 아닐 것이라고 생각했고, 조금 더 정확도를 높이기 위한 작업이 아닐까 하는 생각이 들었다. 그래서 그 쪽으로 생각을 해보니까 시중에서 파는 용액이 순수하다고 약간의 물이나 다른 불순물이 들어있을 것이고, A절의 17번 과정을 간단히 보면 에탄올의 농도를 다르게 하는 것이라고 생각 할 수도 있지만 그것이 이러한 주의사항과 연관지어 보면 중크롬산칼륨을 산화시키는데 사용되는 에탄올의 양을 조절하는 것이라는 생각을 해 볼 수 있다. 아무리 마이크로뷰렛으로 마개 안쪽에 적은양의 에탄올을 떨어뜨린다고 해도 9방울이나 떨어뜨리게 되면 바이알 안에 들어있는 중크롬산칼륨-황산용액의 양에 대해 많은 양이 되기 때문에 미리 용액의 양을 달리하여 희석시킨 후 그 용액 한 방울을 사용한 것이다. 하지만 이렇게 되면 각 바이알마다 들어간 물의 양도 달라지기 때문에 마개 안에 떨어뜨린 후 미세증류를 하여 에탄올의 양을 다르게 했다고 생각된다. 이렇게 생각해보면 오븐의 온도를 80℃에 맞춰야 하는 것도 설명이 된다. 에탄올의 끓는점은 78℃이고 물은 100℃이기 때문이다.
이렇게 간단하게 보이지만 많은 생각을 하고 나서 끝난 우리의 실험에 가장 쉽게 발견할 수 있는 문제점은 바로 미지시료가 B절의 과정을 거쳐서 색을 가지게 되었을 때 비색표준시약과 색을 비교하는 과정에서 눈으로 비교하기 때문에 정확하지 못하다는 것이다. 이러한 것은 분광학 쪽으로 들어가서 정확하게 색깔을 찍어 낼 수 있기 때문에 장비를 사용하여 실험을 한다면 이러한 부분에서의 오차는 없앨 수 있다.
그리고 이 실험과 같은 방법으로 음주측정을 하는 음주 측정기는 사용할 때마다 중크롬산칼륨-황산용액을 바꿔 주어야 하기 때문에 효율적이지 못해서 사용을 많이 하지 않고 있다. 후에 기회가 있다면 환원된 중크롬산칼륨을 다시 산화시켜서 반영구적으로 사용할 수 있는 음주 측정기를 개발해 보고 싶다.
이 실험을 하면서 실험이 우리가 생각했던 만큼 쉬운 것 아니라는 것을 깨달았다. 유명한 과학자들은 그 만큼의 명성을 얻기 위해서 이렇게 힘든 과정을 수백 번도 더 겪었다는 것을 생각해보니 우리가 지금까지 과학자가 된다는 것을 너무 쉽게 생각했다는 생각이 들어 부끄럽기도 했다. 하지만 힘든 만큼 뿌듯한 느낌을 받았기에 꼭 과학자가 되어 우리가 하고 싶은 실험도 마음껏 하고 진정으로 인류에 기원할 수 있는 사람이 되고 싶다는 생각을 했다. 또한 이 실험을 통하여 알콜에 대해서 자세히 알아보고, 음주측정기에 대하여 깊게 알아 볼 수 있어서 좋았다. 무엇보다도 처음에는 문헌을 통해서 가닥을 잡았지만 결국 문헌에서의 실험과정과 내용을 포기하고 우리가 직접 알콜의 농도를 알아볼 수 있는 시약을 제조 해보았다는데 큰 의의를 두고 싶다.
참고문헌
①Stephen Thompson (1989) , CHEMTREK , Prentice Hall
②김현경 (2003), 'Small Scale Chemistry란 무엇인가?‘, 화학교육 Vol.30 No.1
③이덕길, ‘표준일반화학실험’(제 5개정판), 대한화학회
④강순희, ‘탐구적 일반화학실험’, 자유아카데미
⑤알코올 중독 정보센타 - www.neuropsychiatry.co.kr
⑥산화환원반응 : www.samyook.hs.kr/nohhr/chem5/chem61.htm

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알콜,   음주,   측정,   에탄올,   표준비색시약,   논문,   실험