무기합성실험

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무기합성실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목표
2. 이론적 고찰
3. 가설의 설정
4. 실험 장소, 실험 날짜
5. 실험 기구 및 재료
6. 실험과정
7. 실험결과
8. 실험결과 분석
9. 고찰
10. 토론
11. 질문

본문내용

1. 실험 목표
CoCl2·6H2O로부터 산화 반응을 통해 [Co(NH3)6]Cl3를 합성할 수 있다.

합성한 화합물의 스펙트럼을 보고 최대 파장을 문헌값과 비교하여 생성된 화합물이 [Co(NH3)6]Cl3인지 아닌지 구분할 수 있다.
2. 이론적 고찰
[Co(NH3)6]Cl3
오렌지색 팔면체 착화합물.
IUPAC name Hexammine cobalt(III) chloride
Other names Cobalt hexammine chloride
[Co(NH3)6]3+ 염은 Co2+이온의 산화상태에 따라 여러가지 방법으로 제조할 수 있다.

펜타아민 이온을 제조한 후 적당한 압력 하에서 펜타아민 암모니아 용액을 가열하여 산화시킴
과산화수소, 요오드, 과망간산 칼륨, 이산화 납 또는 하이포아 염소산염 등과 같은 산화제를 이용
펜타아민과 헥사아민 이온이 실온과 대기압에서 평형을 이루도록 촉매를 사용하여 산화시키는 방법
산화제를 사용하여 코발트를 산화시키는 방법

① H2O2(aq) + 2e- → 2OH-
2Co2+ → 2Co3+ + 2e-

② Co3+는 암모니아와 착물을 형성한다.
2Co3+ +12NH3 → 2[Co(NH3)6]3+

∴ 2Co3+ + H2O2 + 12NH3 → 2[Co(NH3)6]3+ + 2OH-


3. 가설의 설정
4CoCl2 + NH4Cl + 20NH3 + O2
→ 4 [Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O

위의 반응으로 CoCl2 로부터
[Co(NH3)6]Cl3 의 생성되어질 것이다5. 실험기구 및 재료
250mL 삼각 플라스크, 메스실린더, 후드, 수조, 뷰렛,
스탠드, 온도계, 전열기, 감압여과장치, 뷰흐너깔때기,
스포이드, 시계접시, 저울, 씻기병, 약수저, 파라필름
CoCl2·6H2O, NH4Cl, 증류수, 활성탄, 진한 암모니아수, 30% H2O2, 거름종이, 뜨거운 증류수, 진한 HCl,
냉각된 진한 HCl, 냉각된 95% 에탄올, 무게다는 종이
실험과정
250mL 삼각 플라스크에 CoCl2·6H2O 5.0g과 NH4Cl 3.3g, 그리고 증류수 30mL를
넣는다.
후드에서 활성탄 1.0g과 진한 암모니아수 45mL를 가한다.
얼음 통에서 0℃까지 냉각시킨다.
뷰렛에 30% H2O2를 넣고 초당 2방울이 나오도록 조정한 후 4mL를 가한다.
(이 때 온도가 한번에 10℃를 넘지
않도록 천천히 가한다.)
④의 용액을 60℃까지 가열하고 이 온도를 30분 정도 유지한다.
혼합물을 0℃까지 냉각시켜 생성물이
침전되도록 한다.
침전물과 활성탄을 여과한다.
여과한 생성물과 활성탄 혼합물을
250mL 삼각플라스크에 넣고 뜨거운
증류수 40mL와 진한 HCl 1.0mL를 넣는다.
혼합물을 70℃로 가열한다.
혼합물이 뜨거울 때 여과한다.

(이 때 증류수를 사용하지 않는다!!!!!!!!)
거른 액을 삼각플라스크에 넣고 얼음통에 넣는 다음 냉각된 진한 HCl 1.0mL를 넣는다.
이 용액을 여과하고
냉각된 95% 에탄올 25mL로 씻는다.
거름종이와 혼합물을 시계접시에 담아 파라필름으로 덮은 후 구멍을 뚫어 공기 중에 냉각시킨다생성된 오렌지색 화합물의 무게를 잰다.
“실험시 주의사항”
시약을 사용할 때는 반드시 장갑을 착용한다.
냄새가 심하므로 반드시 후드 안에서 용액을 채취한다.
과산화수소수를 넣으면 발열반응이 일어나 온도가 갑자기 올라가므로 주의하며 천천히 넣는다.
여과되지 않은 고체를 사용할 때에는 많은 오차가 발생하므로 되도록 많이 긁어내어 재결정을 하도록 한다.
여과액을 사용할 때에는 여과시 다른 액체를 사용하지 않는다.
60℃를 30분간 유지할 때는 자주 들여다보며 온도가 너무 높아지거나 낮아지지 않도록 한다.
8. 실험결과 분석
[Co(NH3)6]Cl3 문헌값의 최대 파장: 475nm
실험값의 최대 파장: 472nm
3nm의 오차가 발생하였다.
E계산
이론적 에너지 (E/mol =Nhν = Nhc/λmax )
E/mol = (6.02×1023)( 6.6 ×10-34J · s ) (3.0× 108 m/s)/ (475×10-9 m)
= 250939J/mol ≒ 251 kJ/mol

실험적 에너지
E/mol = (6.02×1023)( 6.6 ×10-34J · s ) (3.0× 108 m/s)/ (472×10-9 m)
= 2525339J/mol ≒ 253 kJ/mol
약 2 kJ/mol의 오차가 발생하였다.

키워드

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