본문/내용
<알코올의 증류>
1. 실험 목적
불순물을 포함한 알코올을 증류하여 순수하게 분리한다.
2. 이론
순수한 액체를 충분한 열로 가열하면 액체의 온도와 함께 증기압도 함께 증가 한다. 증기압이 대기압과 같아지면 액체의 내부에서 기포가 발생하면서 끓는 현상이 나타나고, 액체 모두 기화할 때 까지 액체의 온도는 일정하게 유지된다. 액체의 끓는 점은 압력에 따라 달라지며, 대기압이 1기압일때 끓는점을 정상 끓는 점이라고 한다. 그러나 끓는점이 서로 다른 두 가지 액체를 혼합한 용액을 가열하면 대부분의 경우 끓는 현상이 나타나더라도 용액의 온도는 계속 증가한다. 따라서 가열하면서 액체의 온도 변화를 관찰하면 혼합물과 순물질을 쉽게 구별 할 수 있다. 한편. 혼합물을 가열 할 때는 끓는점이 낮은 성분이 더 쉽게 기화하기 때문에 용액과 평형을 이루고 있는 기체에는 휘발성이 큰 성분이 액체에서 보다 더 많이 들어있게 된다.
*증류의 종류
①단순 증류: 끓는점의 차이가 큰 액체 혼합물을 분리하는 가장 간단한 증류방법
기화된 기체를 냉각기에서 액화시켜 분리하는 방법이다.
②분별 증류: 작은 유리알을 채운 플라스크 위에 장치한 분별증류관의 높이에 따른 온도 변 화를 이용하여 혼합물의 기화와 액화가 반복되어 함으로써 분리의 효율을 높 인 증류 방법으로 정유공장에서 많이 쓴다.
③감압 증류: 끓는점이 비교적 높은 액체 혼합물을 분리하기 위하여 액체에 작용하는 압력 을 감소시켜 증류속도를 빠르게 하는 방법이다.
④증기 증류: 뜨거운 수증기를 플라스크에 불어 넣어서 수증기와 함께 기화된 액체 성분을 분리하는 증류방법이다.
3. 실험 기구 및 시약
가지 달린 삼각 플라스크(250mL)
피펫,…
4. 실험 방법
1) 250mL가지가 달린 삼각 플라스크에 10mL의 고체를 포함한 불순한 에탄올을 넣는다.
2) 온도계와 피펫을 이용한 공기 냉각기를 그림과 같이 장치한다. 책화가 효과적으로 일어 나게 하기 위해서 에탄올을 수집하는 시험관을 얼음통에 넣는 것이 필수 적이다.
3) 물 중탕의 온도를 서서히 높이면서 40~50분간 증류되는 알코올을 긴 시험관에 수집한 다.
5. 결과
1)증류 과정에서 관찰한 사항을 기록한다.
2)증류에서 얻은 액체의 양을 기록하고, 액체의 색깔을 순수한 알콜과 비교한다.
6. 주의 사항
7. 검토 및 토의
① 온도가 30도에서 머물러 있는 경우
② 그 후의 급격한 온도 상승
③ 75도 정도에서의 온도 유지
8. 결론
9. 참고 문헌
가지달린 삼각 플라스크를 빼내야 하는데 가열된 삼각플라스크를 너무 빨리 빼내면 삼각플라스크 안에 가열되어 팽창된 공기가 수축되면서 드롭퍼에 닿은 시험관의 에탄올이 역류하는 것을 주의해야 한다.
7. 검토 및 토의
* 실험 중 나타난 온도 변화의 특징
① 온도가 30도에서 머물러 있는 경우
이 온도계는 증류되는 에탄올의 온도를 측정하는 것이 아니라, 플라스크 윗부분에 자리하고 있다. 결국 물중탕으로 에탄올이 가열되는 시점에서도 온도계의 눈금이 오르는 것은 늦을 수밖에 없다. 에탄올의 증기가 열을 신고 올라와야 온도계의 눈금이 상승하게 되기 때문이다.
② 그 후의 급격한 온도 상승
에탄올의 증기가 본격적으로 발생하기 시작한 시점이라 생각한다. 이 온도상승에 이르기까지 어느 정도의 시간이 걸린 것과, 이 때 물중탕에 쓰인 물 또한 조금씩 끓는 것으로 보아 아래쪽의 에탄올은 거의 끓는점에 도달 했을 것이다.
③ 75도 정도에서의 온도 유지
에탄올은 거의 끓는점에 도달하여 끓고 있으며, 에탄올 증기가 계속해서 발생하여 플라스크 윗부분 역시 끓는점과 비슷한 온도(약간 낮은 것은, 증기가 플라스크 내부에서 올라오면서 조금 식었기 때문이라 생각한다.) 이 온도는 에탄올이 모두 증류 될 때까지 유지되었으며, 모두 증류될 때 까지 유지 되었으며, 모두 증류된 후에는 다시 상승하기 시작했다.
8. 결론
증류의 여러 가지 방법 중 단순 증류에 관한 실험이였고, 삼각플라스크에 드롭퍼가 시험관에 있던 알코올이 역류하는 것을 보고 조그만한 주의 사항들도 지키지 않으면 오차의 원인이 될 수 있다. 단순증류, 낮은 온도의 끓는 검을 가진 액체가 먼저 끓어 분류된다는 사실을 이 실험을 통해 발견했다.
9. 참고 문헌
http://pkchem.net/bbs/zboard.php?id=tech_pds2#
http://www.agentsoft.co.kr/pages/data/1387/D2386259.html