실리카겔의제조

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실리카겔의제조에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

여 물체의 질량과 그것이 액 속에 있 을 때 받는 부력으로부터 액체의 비중을 측정하는 형식.
· 실험 시약 : 규산소다, 묽은 염산, 실리카겔, 묽은 황산, 염화코발트
① 규산소다 (Sodium silicate / NaSiO3)
· 분자량:122.06
· 무수물은 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1000℃로 가열, 융해하여 고체화 시킨다.
· 규산나트륨의 진한 수용액을 물유리라고 하며 조성을 일정하지 않다.
· 조성에 따라 메타규산나트륨 Na2SiO3, 그 수화물인 오르토규산나트륨 Na4SiO4, 이규산나트륨 Na2Si2O5 등 여러 가지가 있으나 보통은 메타규 산나트륨을 말한다.
· 메타규산나트륨은 물에 잘 녹으며, 수용액은 가수분해 해서 알칼리성이 됨
2Na2SiO3 + H2O -> Na2Si2O5 + 2NaOH (염기성 증거)
· 규산나트륨의 진한 수용액을 물유리 물유리 - 공기 속에서는 이산화탄소를 흡수해서 겔 모양의 규산이 석출되므로, 강한 접착력을 보인다. 또한 강한 알칼리성으로, 산으로 중화시켜 생선된 침전을 건조시킨 것이 실리카겔이며, 건조제로 사용된다.
라 하며 조성은 일정하지 않음.
② 염산 (Hydrochloric acid / HCl)
· 분자량:36.46 녹는점:-30℃ 끓는점:108.584℃ 비중:1.190
· 염화수소의 수용액이며 보통무색, 이온화 경향이 큰 금속와 반응하여 수소 를 발생, 이온화 경향이 작은 금속과는 반응하지 않으나, 구리, 철, 니켈 등과는 가열하면 녹는다.
· 금속의 산화물은 반응하여 염화물이 되고, 비금속과는 거의 작용하지 않음
③ 실리카겔 (Silica gel / SiO2.nH2O)
· 분자량:60.08
· 황산과 규산나트륨의 반응에 의해 만들어지는 튼튼한 그물조직의 규산입자. 비결정형의 입자.
· 표면적이 매우 넓어 물이나 알코올 등을 흡수하는 능 력이 매우 뛰어나고 인체에 무해하기 때문에 제습제 로 많이 사용된다.
④ 염화코발트(Cobalt chloride / CoCl2 , CoCl3)
· 분자량:129.85,165.4 녹는점:735℃
· 끓는점:1049℃ 비중:3.348g/cm3(25℃)
· 염화코발트는 2가의 코발트이온의 염화코발트(Ⅱ) CoCl2와 3가의 코발트 이온의 염화코발트 CoCl3(Ⅲ) 가 있으며, 이 중 염화코발트종이는 CoCl2로 만든다.
· 습도 지시약으로 수분 검출 반응에 많이 쓰인다.
· 증류수에 염산과 염화코발트 결정을 넣으면 붉은색이 된다. → 이 액에 여 과지 넣으면 붉은색 염화코발트 종이가 만들어진다.
· 건조시키면 종이의 색이 파랗게 변함
· 독성이 강하므로 가능한 적은 양 사용
4. 실험 방법
⑴ 실리카겔의 제조
① beaker에 (규산소다 4g + 물40mL) 를 준비한다.
② 2N HCl을 가하여(20ml정도) gel 화 되면 좀 더 가한다. (Litmus paper로 중성인지를 확인한다.)
③ 용액을 얼마간 방치한 후 웃물을 버리고, Na+, Cl-을 제거한다. (NaCl 여부를 확인하기 위해 AgNO3를 소량 첨가)
④ 건조시킨다.
⑵ 규산 히드로겔의 제조
① 비커에 물유리 20g과 물 100㎖를 넣고 잘 저어서 완전히 녹인다.
② 계속 저으면서 묽은 염산을 천천히 가한다.
③ 약 35㎖를 가하였을 때 액 전체가 희게 될 때까지 젓는다.
④ 액이 한꺼번에 우유 빛의 묵처럼 될 때까지 염산을 가한다. (약 40㎖)
⑤ 리트머스 종이로 조사하면서 염산을 더 가하여 중화시킨다.
⑥ ①에서 만든 규산의 히드로겔을 2개의 비커에 나누어 담는다.
⑦ 각각의 비커에 물을 가하여 1ℓ정도 되게 하고, 유리 막대로 잘 저어서 섞는다.
⑧ 이 비커들을 약 12시간 동안 흔들리지 않는 곳에 방치한다.
⑨ 겔이 침전되어 있으면 주의하면서 사이펀으로 상등액을 퍼낸다.
⑩ 위 ⑦~⑨의 조작을 세 번 정도 되풀이하여 겔 중의 Na+, Cl-을 제거한다. (NaCl 여부를 확인하기 위해 AgNO3를 소량 첨가)
⑪ 마지막으로 상등액을 버린 비커 중 하나에는 염화코발트 용액(염화코발트 0.5g을 물 10㎖에 녹인 용액)을 가하여 유리막대로 잘 섞는다.
⑫ 이 비커를 그대로 중탕냄비에서 가온하여 겔을 건조한다.
⑬ 이어서 120℃로 조절한 항온 건조기에서 완전히 건조한다. 건조된 겔은 마른 고체 덩어리가 되어서 비커에서 떨어지는지 확인한다.
⑭ 덩어리의 모양과 고체의 색깔을 관찰하고, 질량을 달아 수율을 계산한다.
⑮ 적당한 크기로 부숴서 마개가 꼭 맞는 병에 넣어 보관한다.

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