일반화학 실험 - 크로마토그래피의 원리와 극성의 개념

소개글

일반화학 실험 - 크로마토그래피의 원리와 극성의 개념에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론 ----------------------------------------ⅲ

1. 크로마토그래피실험 연구의 목적
2. 크로마토그래피의 정의
3. 크로마토그래피의 종류
4. 크로마토그래피의 종류별 내용
5. 크로마토그래피와 관련되 용어 해설

Ⅱ. 본 론 ----------------------------------------ⅶ

1. 실험 기구 및 시약의 종류
2. 실험 방법 및 장치도

Ⅲ. 결 론 ----------------------------------------ⅸ

1. 실험 결과
2. 고찰
3. 참고 문헌

본문내용

하나 이상의 원소를 포함하고 있는 순수한 물질
④ 혼합물 : 둘이나 그 이상의 물질로 구성
⑤ 균일 혼합물 : 조성이 전체에 걸쳐서 일정한 혼합물 (예) 용액
⑥ 비균일 혼합물 : 혼합물의 조성이 전체적으로 일정하지 않다. (예) 암석류
4) 전개율(Rf값) - 원래의 출발점 X로부터 용매선까지의 거리 및 각 반점들까지의 거리를 잰다. X로부터 성
분반점들까지의 거리를 X로부터 용매가 이동한 용매선 까지의 거리를 나누어 준 값을 전개
율(Rf값)이라 한다. <그림 1>참조.
Ⅱ. 본 론
서론에서는 크로마토그래피의 종류, 내용 그리고 기본 개념 등을 알아보았다. 이 실 험에서는 가장 흔히 사용되는 분배 크로마토그래피를 이용했다. 처음에는 실리카겔이
나 알루미나 같이 극성이 큰 고체 표면에 물 같이 극성이 큰 액체 막을 입힌 정지상 과 극성이 작은 용액을 이동상으로 사용하는 정상 액체 크로마토그래피(normal phase liquid chromatography) 방법이 개발되었다. 그러나 이 실험에서는 사용하는 얇은층 크로마토그래피(thin layer chromatography, TLC)를 이용해서 색소를 분리 하는 실험을 한다. 얇은층 크로마토그래피(TLC)는 고체-액체 흡착 크로마토그래피의
한 형태다. TLC에서는 유리판이나 플라스틱과 같은 받침판에 실리카겔이나 알루미 나와 같은 고체 흡착제의 얇은 층을 입혀서 쓴다.
1. 실험 기구 및 시약의 종류
500ml 비커, 시계 접시, 모세관, TLC판(폭 8cm, 높이 6cm 정도), 적색 40호, 황색 5호, 청색 1호 식
용 색소, 전개제(1-뷰탄올 : 아세트산 : 물의 비가 60 : 15 : 25 인 용액)
2. 실험 방법과 장치도
1) 얇은층 크로마토그래피에 의한 색소의 분리(정상 크로마토그래피) 실험 방법
① 적색 40호, 황색 4호, 청색 1호의 묽은 혼합 용액각각과 4가지의 미지시료를 모세관에 묻혀, TLC판에 반점을 찍는다. (이때, TLC판의 바닥에서 1㎝위치 에 0.5㎝간격으로 일렬로 찍는다.) <그림 2-1> 참조
② TLC판을 전개제가 담긴 비커에 넣어서 전개를 시작한다. (전개제: 1-뷰탄올 , 아세트산, 물을 60:15:25의 비로 혼합한 용액, TLC판을 담글 때 시료의 반점이 전 개제에 닿지 않도록 주의한다. TLC판은 수직으로 세워야 한다. 마지막에는 전개제 가 증발하지 않도록 비커에 시계 접시를 덮는다.) <그림 2-2> 참조
③ 전개제가 TLC판의 위에서 1㎝쯤 떨어진 곳에 도달할 때까지 기다렸다가 TLC판을 꺼내어 말린 후 Rf값을 측정한다.
④ 순수한 색소의 Rf값과 미지 시료의 Rf값을 비교하여 미지시료에 들어있는 색소의 종류를 알아낸다. <그림 2-3> 참조
2) 장치도
* 주의 사항 *
① 비커나 삼각플라스크의 입구를 시계 접시로 덮어서 전개제가 증발하지 않도록 한다.
② 시료의 반점이 전개제에 잠기지 않도록 TLC판을 수직으로 세운다.
Ⅲ. 결 론
1. 실험 결과
1) 얇은층 크로마토그래피에 의한 색소의 분리
시료
Rf값
적색 40호
황색 5호
청색 1호
미지 시료1
미지 시료2
Rf값
0.37
0.33
0.29
0.29
0.37
① 관찰된 Rf값을 표로 나타내어 보면,
② 각 시료들이 전개된 것을 그림으로 보면,
2. 고찰
① 결과 분석
각 시료별로 Rf의 값이 틀렸다. 이것은 Rf값이 물질의 고유한 특성임을 말해준다. 그리고 미지시료경우에는 Rf값이 적색 40호의 값과 같은 0.37와 청색 1호 와 같은 0.29가 나왔다. 이로써 미지 시료 A는 황색 4호와 청색 1호의 혼합물 임을 알 수 있다. 이번 실험의 경우 각 시료의 Rf값의 참값을 알 수가 없어서 이와 비교를 하지 못했다. 만약 오차가 있다면 생각할 수 있는 요인으로는 전개제가 증발 하는 경우를 들 수 있겠다. 전개제가 증발해 버리면 전개제가 전개선까지 올라가는데 시간이 더 많이 걸리게 된다. 즉, 그 사이에 용질은 더 많이 올라 가게 되어 Rf의 값이 참값보다 더 크게 나오게 될 것이다. 이번 실험의 경우 TLC판을 넣어둔 비커를 닫아놓았기 때문에 오차가 컸으리라고는 생각하지 않지만, 그래도 가능성이 있다.
② 질문
ⅰ) 혼합물 중에서 한가지 성분이 값비싼 의약품이고 나머지는 부작용을 일으키는
불순물일 경우에 TLC를 사용해서 원하는 성분만을 순수한 고체 상태로 얻으려면
어떻게 하면 되는가?
☞ 혼합물을 녹일 수 있는 적당한 용매를 찾아서 혼합물을 녹인다. 그리고 이를 TLC를 이용해서 전개를 시키면 성분별로 나누어질 것이다. 이 때 원하는 성분 을 찾아서(물론 원하는 성분의 Rf값을 미리 알고 있어야 한다.) 이 부분을 자르 고 다시 용매에 녹인다. 그리고 나서 용매를 증발시키면 원래의 순수한 성분의 고체를 얻을 수 있다.
ⅱ) 이 실험에서는 TLC를 이용해서 혼합물을 구성하는 화합물의 종류를 확인하였
다. 만약 혼합물에 섞여있는 화학물의 농도도 함께 알고 싶을 경우에는 어떤 방
법이 가능하겠는가?
☞ TLC에서 점의 크기는 그 물질의 양과 관계가 있다. 점의 크기(S)에 로그를 취한 값은 그 물질의 함량(C)과 비례한다.
따라서 어떤 물질의 농도와 그 때의 점의 크기를 알면 이를 이용하여 k의 값을 구하고 다른 물질의 농도를 측정할 수 있다. 우선 농도를 알고 있는 용 액을 전개시켜 그 물질의 점의 크기를 측정한다. 그러면 k의 값을 구할 수 있다. 그 다음에 농도를 모르는 용액을 전개시키고 각 물질의 점의 크기(S) 를 측정한다. 그러면 위의 식에 대입하여 농도(C)를 구할수 있다.
ⅲ) 전개제의 증발을 막아야 하는 이유를 설명하라.
☞ 위에서 말한대로 오차의 원인이 되기 때문이다. 전개제가 TLC판을 올라 갈 때, 중간에 증발해버리면 올라가는 속도가 느려지고(즉 시간이 더 걸 리게 된다.) 이렇게 되면 원래 올라가야 할 용질의 위치가 더 높아지게 되어 Rf값이 달라지게 된다.
3. 참고 문헌
표준 일반 화학 실험(제 5개정판). 대한 화학회. 천문각.
두산 세계 대백과.
일반 화학. 탐구당. 인하대 화학 교재 편찬회 역.
분석화학, Daniel. C. Harris , 자유 아카데미.

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