[화학실험] 천연염료와 매염제를 이용하여 천을 염색하는 실험[천연 염색과 무기 안료]

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[화학실험] 천연염료와 매염제를 이용하여 천을 염색하는 실험[천연 염색과 무기 안료]에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

을 알아내는데 이용되는 시약인데, 이들 중 산염기 지시약이란 해당 용액이 산성과 염기성 중 어떤 액성을 띠고 있는지를 알아보는데 활용된다. 이러한 지시약의 경우 특정 pH에서 용액의 색이 변화하므로, 해당 용액의 대략적인 pH를 알고자 할 때 복잡한 장치 없이도 쉽게 활용될 수 있다. 특히 일반화학실험에서 적정실험을 할 때 자주 이용된다.
- Oxtoby·Gillis·Campion, 앞의 책, p. 724 참조.
실험실에서는 여러 가지 지시약이 활용될 수 있는데 주로 사용되는 것은 메틸오렌지, 브로모티놀 블루(BTB), 페놀프탈레인이다. BTB의 경우 산성에서 노란색, 중성에서 초록색, 염기성에서 초록색을 나타내며, 페놀프탈레인의 경우 산성과 중성에서 무색이며, 염기성에서 붉은 색을 띤다. 이외에도 말라카이트 그린, 티몰 블루, 브로모크레놀 그린, 메틸레드, 크레놀 레드, 티몰프탈레인, 알라자린 옐로우 등 다양한 지시약들이 존재한다. 이들 중 페놀프탈레인을 이용하여 지시약의 원리에 대하여 간단하게 알아보겠다.
- 페놀프탈레인은 지시약의 일종으로 구조식은 아래 그림과 같다. 페놀프탈레인 분자는 pH가 8.2~12.0인 범위에서 분홍색을 띠므로 당랑점이 pH가 7보다 높은 반응을 적정할 때 지시약으로서 효과적으로 사용할 수 있다.
- 페놀프탈레인의 구조 변화를 잘 살펴보면 산성형에서 수소이온이 떨어져 나오면서 오각 고리가 깨지면서 염기성형으로 변화한다. 이 때, 공액의 길이가 획기적으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 공액의 길이가 길어져 흡수할 수 있는 최소 에너지가 작아지게 되고, 이를 통해 흡수할 수 있는 파장의 영역이 가시광선역역까지 확장되게 된다. 페놀프탈레인의 경우 파란색 빛을 흡수할 수 있게 되어, 그 보색인 빨간색이 우리 눈에 들어오게 된다. 수용액의 pH가 12보다 커지게 되면 다시 한 번 구조의 변화가 일어나, 투명한 색으로 되돌아가는 것을 구조식을 통해 확인할 수 있다.
- 안토시아닌 계열의 색소의 경우 이와 같이 pH가 변화할 때 색이 변화하는 현상이 자주 나타난다고 알려져 있다.
(9) 단풍의 색에 대한 원리
- 식물은 엽록소라는 색소를 통해서 백색광으로부터 빛에너지를 받아들인다. 이렇게 모아진 에너지는 광합성이 일어나는 중심으로 전달된다. 이를 이용하여 엽록체에서는 물과 이산화탄소를 이용하여 녹말을 합성하는 광합성이 일어난다. 엽록소는 초록색을 띤다. 즉, 앞서서 설명했던 것처럼 초록색의 빛은 반사하며 나머지의 빛들은 흡수하여 이를 광합성에 이용한다는 것이다. 그런데 만약 이와 같은 기작을 가지게 될 경우 초록색 위주의 빛만이 쬐이고 있다면 그 식물체는 곧 죽게 될 것이다. 이러한 현상을 조금이나마 방지하고, 광합성을 돕기 위하여 다른 색의 빛을 흡수하는 색소들이 소량 포함되어 있다. 대표적으로는 안토시아닌계열의 색소들인데, 이 색소들은 빨강-주황계열의 색을 내는 색소들로, 이 이외의 빛들을 흡수한다. 즉, 초록색의 빛도 흡수한다는 것이다. 이와 같이 초록색이 아닌 색소들도 많이 있지만 식물체들이 거의 다 초록색으로 보이는 이유는 초록색을 띠는 색소들이 압도적으로 많기 때문이다.
- 그런데 이러한 색소들이 날씨가 추워지면 파괴되기 시작하는데 안토시아닌계열의 색소보다 초록색을 띠고 있는 엽록소들이 먼저 파괴되기 시작한다. 이런 시간이 지속되면 안토시아닌계열의 상대적 존재량이 많아져서 안토시아닌계열의 특유의 색상인 단풍색이 드러나게 되는 것이다.
디스커션!!
오차분석, 실험개선사항 또는 새로운 실험의 설계
원리를 확인하는 새로운 관련 실험
다른 방법으로 측정
숙제
원리에 대한 분석,,,
실험 중에 관찰된 현상에 대한 논의
Ⅴ. Reference

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화학실험,   천연염료,   매염제