목차
1. 실험제목
2. 실험날짜
3. 실험 조 및 공동 실험자
4. 실험목적
5. 실험원리
6. 시약 및 기구
7. 실험방법
8. 결과
9. 고찰
10. 참고문헌
2. 실험날짜
3. 실험 조 및 공동 실험자
4. 실험목적
5. 실험원리
6. 시약 및 기구
7. 실험방법
8. 결과
9. 고찰
10. 참고문헌
본문내용
내산성, 내염기성 강함
유화작용이 큼
양모의 유연제, 정전기 방지제
4) 하수구 청소제(수산화 나트륨)가 어떻게 하수구의 기름때를 벗겨낼까?
- 하수구 청소제는 때를 빨리 제거하기 위해서 일반 세제에 비해 훨씬 강력하다. 즉, 강산이거나 강염기인 경우가 많다. 수산화 나트륨은 강염기로 단백질을 녹이는데 보통 하수구에는 생활에서 쓰이는 여러 이물질이 단백질로 이루어진다. 예를 들어 머리카락이나 기름 때가 있다. 따라서 강염기인 수산화 나트륨이 단백질을 녹이면서 기름때가 제거 되는 것이다.
왜 8.5 M NaOH 용액을 사용하는지 비누화 값을 이용하여 계산하기
( NaOH 0.134 g/ 지방 1 g)
이번 실험에서의 주의사항은 실험에서 에탄올과의 혼합물을 사용했는데, 그 용액을 사용할 때 너무 장시간 공기 중에 노출시키면 휘발성이 대체로 강한 에탄올이 증발해 용액의 비가 달라 질 수 있다. 또한 유지는 한번 가열하면 서서히 끓어오르므로 주의해야 하는데 실제로 우리 조에서도 처음에 올리브 유의 온도가 너무 오르지 않아 온도를 확 올렸다가 기름이 끓어올라 다칠 뻔한 일이 있었다. 또한 그 후 바로 온도를 내렸지만 바로 기름의 온도가 내려가지 않아 애를 먹었다. 유지는 온도가 너무 높아지면 비누화반응이 일어나지 않으므로 주의해야 한다.
이번 실험의 오차의 원인은 열의 가함 정도가 불규칙했고, 열을 가하며 저어주는 시간이 더 길었으면 좀 더 점성이 생겼을 텐데 처음의 실수를 범한 탓에 실험시간에 쫓겨 허겁지겁 하고 말았다. 또 투명비누를 만들 때 용액을 부어 열을 가해주며 저으면 투명해져야 되는데, 그렇지 않았는데 용액의 사용량이나 온도 또는 저어준 시간 등에 약간의 오차가 있었던 것 같다.
투명비누 : 비누가 불투명한 이유는 비누 분자가 빛을 산란시키기 때문이다. 극성 용매인 물, 에탄올, 글리세린에 비누를 녹이면 빛이 산란되지 않고 직진하게 되어 투명한 비누가 만들어진다. 냉각시킬 때에 비누가 담긴 통을 랩으로 덮어 불순물이 들어가지 않도록 하는 동시에 천천히 냉각 시켜야 투명한 비누를 얻을 수 있다. 이때, 냉각속도가 빠르면 불투명하게 된다.
글리세린은 공기 중의 습기를 흡수하여 피부가 건조하지 않도록 하는 역할을 한다. 이러한 물질을 ‘습윤제’라고 한다.
비누를 만들 때 넣는 에탄올은 비누화 반응에는 참여하는 것은 아니다. 에탄올은 비누를 용액으로 만드는 성질이 있고 기름에 더 친화성이 있어서 물만으로 반응시킬 때에 비해서 훨씬 반응이 원활해진다. 즉 알칼리만 반응시키면 비누가 덩어리 형태로 되면서 잘 풀리지 않아서 시간이 더 걸리는 것이 알코올이 들어가므로써 전체가 균일하게 반응이 잘되기 때문이다.
NaCl을 가하면서 점점 뻑뻑해 지는 것을 느낄 수가 있고, 비누의 형태를 나타내게 된다. 그러나 계속 넣으면 물 같은 것이 나오는 것을 확인 할 수 있었는데, 에스테르를 가수분해 하게 되면 글리세롤과 카르복시산이 나오게 된다. 실험실 내부 공기에는 수증기가 포함 되어있을테니 이 수증기가 어느 정도 들어갔거나, 넣었던 수용액의 물에 의해서 에스테르가 글리세롤과 카르복시산으로 분해가 되어서 글리세롤이 생성된 것이 라고 생각 된다.
- 비누화 반응곡선 -이 반응곡선은 시간의 경과에 따른 반응속도의 변화를 보여준다. 비누화 반응은 필히 이 4단계를 거쳐 진행된다.
- 알칼리 소진 곡선 -페놀프탈레인 시약에 무색이더라도 약간의 유리 알칼리는 남아있다. 숙성이 오래될수록 유리 알칼리가 소진되어 피부에 순하게 된다.
- 비누화 반응과정의 4단계 -
1> 유도기 (Lag Phase)반응 초기단계로서 더딘 반응으로 온도 상승이 거의 없으며, 생성된 비누분자에 의해 유지와 알칼리 수용액이 유화되면서 점점 백색이 짙어진다.트레이스 단계유도기에서 대수기로 넘어가는 직전의 단계이다.트레이스 단계에서는 유도기에서 생성된 많은 비누분자들에 의해 유화입자의 크기도 작아지고, 수도 많아지면서 입자 간에 더욱 밀착되어 백색이 짙어지고, 점도가 상당히 높아진다. 이때의 온도 상승폭은 그다지 크지 않다.
2> 대수기 (Log Phase)반응속도가 급진적으로 빨라지는 단계로 트레이스에서 생성된 다량의 비누분자에 의해 입자크기는 더욱 작아지고 접촉면은 더욱 커지면서 투명감이 다소 높아지고, 점도와 온도도 동반하여 가파르게 상승한다.
3> 절정기 (Peak Phase)반응속도가 최대에 이른 단계로 비누화 반응에서 필히 거쳐야 할 겔화 단계이다.겔화 단계에서는 한계치 이상으로 생성된 비누분자에 의해 입자 크기가 극도로 작아져서 1㎚~1㎛정도의 마이크로 에멀젼이 되며, 입자들의 빛 투과성이 높아서 거의 투명한 상태가 된다. 이 상태에서는 입자의 접촉면적과 상호 간섭효과가 최대가 되어 겔상태가 되며, 온도도 최고점에서 변화 없이 머무르게 된다.
4> 정체기(Stationary Phase)반응이 끝나가는 단계로 이때는 유지와 알칼리가 거의 소진되어 대부분의 비누분자들에 의해 형성된 라멜라 구조의 미셀이 밀집되면서 갑자기 점도가 묽어지고, 온도가 떨어지기 시작하며, 투명성이 떨어지게 된다.
- 불완전한 비누화 반응 -반응이 잘 안되면, 절정기(=겔화 단계)에 오르지 못한다. 이 경우 시간이 경과하여 굳어져도 찰기가 없고, 바스러지게 된다. PH가 지나치게 높게 나타난다.
10. 참고문헌 :
<표준 일반화학실험>
제 6개정판 , KCS대한화학회 , 발행인 : 이덕길 , 2005년도
12 edition , MERCK & CO.,INC , Paul G. Stecher , 1996년도, p.956, p.29
4th edtion , McGRAW-HILL BOOK COMPANY , Julius Grant , 1972년도
<일반화학실험>
초판, 송영석, 1994년도
<유기화학 >
제 10판, (주)교보문고, Hart.Craine,Hart, 2000년도
<유기화학>
제 6판, 자유아카데미, Palph.J.Fessenden,Joan S.Fessenden, 1999년도
<유기화학>
제 1판, 천문각, L.G.wade.Jr, 2008년도
유화작용이 큼
양모의 유연제, 정전기 방지제
4) 하수구 청소제(수산화 나트륨)가 어떻게 하수구의 기름때를 벗겨낼까?
- 하수구 청소제는 때를 빨리 제거하기 위해서 일반 세제에 비해 훨씬 강력하다. 즉, 강산이거나 강염기인 경우가 많다. 수산화 나트륨은 강염기로 단백질을 녹이는데 보통 하수구에는 생활에서 쓰이는 여러 이물질이 단백질로 이루어진다. 예를 들어 머리카락이나 기름 때가 있다. 따라서 강염기인 수산화 나트륨이 단백질을 녹이면서 기름때가 제거 되는 것이다.
왜 8.5 M NaOH 용액을 사용하는지 비누화 값을 이용하여 계산하기
( NaOH 0.134 g/ 지방 1 g)
이번 실험에서의 주의사항은 실험에서 에탄올과의 혼합물을 사용했는데, 그 용액을 사용할 때 너무 장시간 공기 중에 노출시키면 휘발성이 대체로 강한 에탄올이 증발해 용액의 비가 달라 질 수 있다. 또한 유지는 한번 가열하면 서서히 끓어오르므로 주의해야 하는데 실제로 우리 조에서도 처음에 올리브 유의 온도가 너무 오르지 않아 온도를 확 올렸다가 기름이 끓어올라 다칠 뻔한 일이 있었다. 또한 그 후 바로 온도를 내렸지만 바로 기름의 온도가 내려가지 않아 애를 먹었다. 유지는 온도가 너무 높아지면 비누화반응이 일어나지 않으므로 주의해야 한다.
이번 실험의 오차의 원인은 열의 가함 정도가 불규칙했고, 열을 가하며 저어주는 시간이 더 길었으면 좀 더 점성이 생겼을 텐데 처음의 실수를 범한 탓에 실험시간에 쫓겨 허겁지겁 하고 말았다. 또 투명비누를 만들 때 용액을 부어 열을 가해주며 저으면 투명해져야 되는데, 그렇지 않았는데 용액의 사용량이나 온도 또는 저어준 시간 등에 약간의 오차가 있었던 것 같다.
투명비누 : 비누가 불투명한 이유는 비누 분자가 빛을 산란시키기 때문이다. 극성 용매인 물, 에탄올, 글리세린에 비누를 녹이면 빛이 산란되지 않고 직진하게 되어 투명한 비누가 만들어진다. 냉각시킬 때에 비누가 담긴 통을 랩으로 덮어 불순물이 들어가지 않도록 하는 동시에 천천히 냉각 시켜야 투명한 비누를 얻을 수 있다. 이때, 냉각속도가 빠르면 불투명하게 된다.
글리세린은 공기 중의 습기를 흡수하여 피부가 건조하지 않도록 하는 역할을 한다. 이러한 물질을 ‘습윤제’라고 한다.
비누를 만들 때 넣는 에탄올은 비누화 반응에는 참여하는 것은 아니다. 에탄올은 비누를 용액으로 만드는 성질이 있고 기름에 더 친화성이 있어서 물만으로 반응시킬 때에 비해서 훨씬 반응이 원활해진다. 즉 알칼리만 반응시키면 비누가 덩어리 형태로 되면서 잘 풀리지 않아서 시간이 더 걸리는 것이 알코올이 들어가므로써 전체가 균일하게 반응이 잘되기 때문이다.
NaCl을 가하면서 점점 뻑뻑해 지는 것을 느낄 수가 있고, 비누의 형태를 나타내게 된다. 그러나 계속 넣으면 물 같은 것이 나오는 것을 확인 할 수 있었는데, 에스테르를 가수분해 하게 되면 글리세롤과 카르복시산이 나오게 된다. 실험실 내부 공기에는 수증기가 포함 되어있을테니 이 수증기가 어느 정도 들어갔거나, 넣었던 수용액의 물에 의해서 에스테르가 글리세롤과 카르복시산으로 분해가 되어서 글리세롤이 생성된 것이 라고 생각 된다.
- 비누화 반응곡선 -이 반응곡선은 시간의 경과에 따른 반응속도의 변화를 보여준다. 비누화 반응은 필히 이 4단계를 거쳐 진행된다.
- 알칼리 소진 곡선 -페놀프탈레인 시약에 무색이더라도 약간의 유리 알칼리는 남아있다. 숙성이 오래될수록 유리 알칼리가 소진되어 피부에 순하게 된다.
- 비누화 반응과정의 4단계 -
1> 유도기 (Lag Phase)반응 초기단계로서 더딘 반응으로 온도 상승이 거의 없으며, 생성된 비누분자에 의해 유지와 알칼리 수용액이 유화되면서 점점 백색이 짙어진다.트레이스 단계유도기에서 대수기로 넘어가는 직전의 단계이다.트레이스 단계에서는 유도기에서 생성된 많은 비누분자들에 의해 유화입자의 크기도 작아지고, 수도 많아지면서 입자 간에 더욱 밀착되어 백색이 짙어지고, 점도가 상당히 높아진다. 이때의 온도 상승폭은 그다지 크지 않다.
2> 대수기 (Log Phase)반응속도가 급진적으로 빨라지는 단계로 트레이스에서 생성된 다량의 비누분자에 의해 입자크기는 더욱 작아지고 접촉면은 더욱 커지면서 투명감이 다소 높아지고, 점도와 온도도 동반하여 가파르게 상승한다.
3> 절정기 (Peak Phase)반응속도가 최대에 이른 단계로 비누화 반응에서 필히 거쳐야 할 겔화 단계이다.겔화 단계에서는 한계치 이상으로 생성된 비누분자에 의해 입자 크기가 극도로 작아져서 1㎚~1㎛정도의 마이크로 에멀젼이 되며, 입자들의 빛 투과성이 높아서 거의 투명한 상태가 된다. 이 상태에서는 입자의 접촉면적과 상호 간섭효과가 최대가 되어 겔상태가 되며, 온도도 최고점에서 변화 없이 머무르게 된다.
4> 정체기(Stationary Phase)반응이 끝나가는 단계로 이때는 유지와 알칼리가 거의 소진되어 대부분의 비누분자들에 의해 형성된 라멜라 구조의 미셀이 밀집되면서 갑자기 점도가 묽어지고, 온도가 떨어지기 시작하며, 투명성이 떨어지게 된다.
- 불완전한 비누화 반응 -반응이 잘 안되면, 절정기(=겔화 단계)에 오르지 못한다. 이 경우 시간이 경과하여 굳어져도 찰기가 없고, 바스러지게 된다. PH가 지나치게 높게 나타난다.
10. 참고문헌 :
<표준 일반화학실험>
제 6개정판 , KCS대한화학회 , 발행인 : 이덕길 , 2005년도
12 edition , MERCK & CO.,INC , Paul G. Stecher , 1996년도, p.956, p.29
4th edtion , McGRAW-HILL BOOK COMPANY , Julius Grant , 1972년도
<일반화학실험>
초판, 송영석, 1994년도
<유기화학 >
제 10판, (주)교보문고, Hart.Craine,Hart, 2000년도
<유기화학>
제 6판, 자유아카데미, Palph.J.Fessenden,Joan S.Fessenden, 1999년도
<유기화학>
제 1판, 천문각, L.G.wade.Jr, 2008년도