본문/내용
[일반화학실험] Percent By Volume of Alchhol in Wine
1. Abstract & Introduction
증류(Distillation)의 방법으로 wine에서 알코올의 전부(물이 포함된)를 추출해 내어 그 밀도로 알코올의 질량퍼센트를 알아낸 후, 그 자료를 바탕으로 원래 wine의 부피퍼센트를 알아낸다.
에탄올(ethyl alcohol)1) : C2H5OH. 줄여서 알코올이라고도 하고, 에틸알코올이라고도 한다. 끓는점은 78.3℃, 비중은 d(20℃)=0.789, d(0℃)=0.806이다. 무색투명하며, 특유한 향기와 맛이 있는 액체로서, 마취성이 있다. 물과는 임의의 비율로 섞이고, 혼합할 때, 부피의 수측과 발열이 따른다.
증류(distillation)2) : 용액을 부분 증발시켜서 증기를 회수하여 잔류액과 나눔으로써 분리시키는 조작. 용액 속의 보다 휘발성이 큰 성분이 증기 속에서 증가하고, 비휘발성인 성분이 용액 속에서 증가하게 된다. 분리의 정도는 포함된 성분의 성질과 증류장치의 배치에 따라 정해지며, 증류를 조작압력, 목적 조작방법에 따라 분류하면 다음과 같다.
1) 조작압력에 따른 분류 : 고압증류(수 atm이하), 저압증류(1atm이하), 진공증류(수 mmHg이하), 분자증류(10-3mmHg이하)
2) 목적에 따른 분류 : 단증류, 평형증류, 수증기증류, 함께끓음증류, 추출증류
3) 조작에 따른 분류 : 연속증류, 회분증류
공업적으로 중요한 것은 정류인데, 이것은 탑 안에서 용액과 증기를 향류 접촉시켜 증기의 서림열을 이용하여 용액을 증발시키고, 증발과 분축을 반복하는 환류를 적당하게 시켜서, 더 잘 분리시키는 증류이다. 정류를 증류하고 하…
2. Data & Results
(1) 증류액 중 10ml를 취해서 밀도 측정
항 목
(2) 전체 증류액에서 알코올의 총질량 측정 (총증류액: 34.0mL)
(3) 원액에서의 알코올의 부피퍼센트 측정 (원액에서 50mL 추출 실험)
3. Discussion
(1) 실험결과와 실제 원액과의 비교
(2) 물과 알코올의 혼합에 의한 부피 감소 고찰
(3) 증류 과정 중 원액의 온도 변화 관찰
4. Reference
1) 이화학사전, 김병희, 성문각, 1983, pp811-812
2) 이화학사전, 김병희, 성문각, 1983, pp1158
. 오차가 있다면 질량 측정보다는 부피 측정에서 있지 않았을까 생각한다. 일단 단위의 정확도가 낮았다.
(2) 물과 알코올의 혼합에 의한 부피 감소 고찰
물과 알코올은 임의의 비율로 섞이며, 이 떄 부피의 축소와 발열 반응을 보인다. 우리의 실험이 정확하다고 가정을 하고 부피 축소의 정도를 알아보기로 하자. 일단 분리된 증류액에서 알코올의 질량과 원액에서의 포함되어야 할 질량 값은 정확하므로, 35%가 되기 위해서는 전체의 량이 52.8 ml가 되어야 한다. 그런데 실제 측정값은 50ml였으므로 이 차이가 축소된 량이라 보면, 축소율은 2.8/50= 5.6 % 가 된다.(35%의 원액에서)
(3) 증류 과정 중 원액의 온도 변화 관찰
어느 정도 예열이 된 이후에는 빠르게 온도 상승을 하였다. 불과 몇 분이 안걸리고 76℃정도까지 다다르게 되었고, 76.5-78.5℃ 사이의 온도에서 부터 증류액이 추출되기 시작하였다. 알코올의 끓는점이 78.3℃임과 비교해도 쉽게 알 수 있다. 그 이후에는 아주 느린 속도로 온도가 상승하였다. 2분여 동안 1분에 1℃정도 상승하고, 그 이후로는 10여분이 넘게 80.5℃를 유지한 후, 아주 조금씩 상승하기 시작하였으며, 96℃까지 상승하였지만, 더 이상 올라가지 않게 되어서 부득이 실험을 종결하였다. 하지만 이 사실이 오차에 거의 영향을 주지 않을 것은 확실하다. 이 정도의 온도라면, 알코올은 거의 남아있지 않을 것이 확실하기 떄문이다.
4. Reference
1) 이화학사전, 김병희, 성문각, 1983, pp811-812
2) 이화학사전, 김병희, 성문각, 1983, pp1158