화공실험(1) 양이온 크로마토그래피 결과보고서

소개글

화공실험(1) 양이온 크로마토그래피 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론
4. 실험장치 및 시약
5. 실험 방법
6. 추론

본문내용

수지의 윗 끝은 항상 물에 잠겨 있게 해야 한다. 그렇지 않으면 수지 사이에 기포가 끼어액체의 흐름에 고르지 않게 될 우려가 있다. 또한 잘못으로 기포가 끼어들 가능성을 고려하여, 잠시 물을
밑에서 위로 흘려주는 조작을 거치는 것이 좋다.
(3) 양이온 교환을 실생활에 적용한 예 (4가지 이상)
1. 센물을 단물로 바꿔주는 양이온교환수지 필터 재생방법
연수기는 칼슘이나 마그네슘 등의 양이온이 많이 들어 있는 경수를 나트륨 이온(NaCl)을 매우 높은 비율로 가지고 있는 양이온교환수지 필터에 통과시켜 연수 화가 진행된다. 이온교환을 통해 경도 성분과 나트륨이 자리를 바꾸어 경도 성분은 수지에 흡착되고 물에는 나트륨이 빠져나오는 방식으로 연수로 바꿔 준다.
양이온교환수지 필터의 재생방법
칼슘 이온이나 마그네슘 이온과 결합한 양이온 수지는 정제염이나 꽃소금을 섞어 만든 소금물처럼 Na 이온이 많이 함유된 용액에 넣으면 양이온 수지에 붙어 있던 칼슘, 마그네슘 이온이 나트륨 이온으로 교환되어 양이온 수지를 다시 사용할 수 있게 된다.
출처 - 듀벨의 물 이야기
2. 반도체 세정에 필요한 초순수
초순수를 얻기 위해서는 크게 두 가지 공정이 연이어 이루어진다. 먼저, 양이온교환수지는 물속에 있는Ca2+, Mg2+, Na+의 양이온을 흡수하고H+이온을 내놓는다. 다음으로 음이온교환수지는HCO3-, Cl-, SO42-, SiO2의 음이온은 흡수하고OH-이온을 내놓게 된다. 이렇게 만들어진 초순수는 반도체나 LCD 세정에 사용된다.
출처 - 삼양그룹 공식 블로그
3. 암 치료용 방사성동위원소 \'구리-67\' 생산
연구원에 따르면 박정훈, 허민구 박사팀이 표적 플레이트와 도금장치를 자체 개발해 Cu-67을 만들 수 있는 도금표적을 제작했다. 이어 도금표적에 사이클로트론의 양성자 빔을 쬐여 방사성동위원소 Cu-67을 만들어낸 뒤 자체 개발한 도금표적 분리장치를 이용, 1차 분리하고 이온교환수지 크로마토그래피법으로 고순도의 Cu-67을 최종적으로 분리하는데 성공했다. 양이온 및 음이온을 선택적으로 흡착할 수 있는 특수 분리소재를 사용해 원하는 방사성동위원소를 분리·추출하는 기술이다.
Cu-67은 진단용 감마선과 치료용 베타선을 모두 방출하는 방사성동위원소로, 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 테라노스틱스 특성을 가지고 있다.
4. 화산재를 사용한 천연 화장품
화산재는 다량의 천연 미네랄 성분을 함유하여 피부 속 노폐물과 서로 교환되는
양이온 교환방식이 적용되므로 피부 미용에 좋다.
[출처] [포렌코즈-화장품 성분] 화산재 ( Volcanic Ash )|작성자 포렌코즈
1) 이온의 원자가가 클수록 선택성이 커진다.
Na < Ca < Al < Th
2) 이온의 원자가가 같을 때는 원자번호가 클수록 선택성이 커진다.
Li < Na < Rb < Cs< Mg < Ca < Ba
이온의 흡착성에 미치는 영향은 원자가 크기의 차이가 원자반지름 차이 보다 더 크다. 이온의 농도가 희박할 때에는 이러한 경향을 보이지만 농도가 높으면 이온의 흡착성은 반대로 나타난다.
● 양이온 교환수지의 선택성
Ba > Pb > Sr > Ca > Ni > Cd > Cu > Zn > Tl+ > Ag+ > Cs > Rb > K > NH > Na > Li
● 음이온 교환수지의 선택성
6. 논의 및 고찰
이번 실험은 교환 수지를 이용해 농도를 모르는 용액의 농도를 알아보기 위한 실험이었다. 양이온 수지를 통과하면 용액중의 이온과 합성수지의 해리성 수지가 반응하여 그 이온을 붙들고, 가지고 있던 같은 부호의 다른 이온을 돌려보내는 것을 알아내는 실험이었다. 농도를 구하는 적정과정에서 메틸오렌지 지시약을 사용했는데 메틸오렌지 지시약은 산성에서 붉은색, 염기성에서는 노란색을 띠어서 중화점을 쉽게 알 수 있었다. 실험값과 이론값의 오차율이 굉장히 높은 값이 나왔다. 오차율이 이렇게 크게 나온 것에 대해 생각해보자면 첫 번째로는 pH페이퍼를 이용해 양이온 교환수지를 통과해 나온 HCl 수용액을 묻힐 때 그만큼의 HCl수용액이 소모 되어 정확한 HCl 몰농도를 구하는데 방해가 있었다고 예상했다. 두 번째로는 양이온 수지에 생긴 기포를 완전히 없애지 못해서 일 것이다. 양이온 교환수지 분리관 내부에 기포가 발생하게 되면 NaCl이 통과할 때 양이온 수지와 접촉하게 되어 표면적이 낮아지게 되고, 그에 따라서 오차율이 커졌을 것이다. 실제 생활 속의 편리성이 인간이 한 많은 실험들의 결과물이라고 생각되는 계기가 되었다.

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