무기공업화학실험 A+ 레포트 결정수의 정량

소개

2023년 무기공업화학실험에서 레포트 1등으로 A+ 받았습니다.
처음 abstract, 계산 과정과 실험결과 부분이 매우 상세합니다. 다른 실험과는 다르게 무기공업 실험 레포트 양식에서는 오차의 원인, 생각해볼점이 크게 중요하지 않은 만큼 그 부분에는 저도 신경을 덜 썻습니다. 따라서 그 부분을 참고하고 구입 부탁드립니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experiment Section
4. Result
5. Discussion
6. Conclusion
7. Reference

본문내용

Abstract. 황산 구리, 염화 바륨과 같은 물질은 결정수가 결합된 수화물 형태로 존재할 수 있으나 가열시 황산 구리 오수화물은 결정수 4분자, 염화 바륨 이수화물은 결정수 2분자를 잃는다. 따라서 시료를 특정 온도까지 가열하면 제거된 결정수를 구할 수 있다. 황산 구리 오수화물의 경우 1g을 평량병에 담고 115℃의 온도의 오븐에서 가열 후 색 변화와 무게를 측정하였다. 염화 바륨 이수화물의 경우 1g을 도가니에 담아 전열기에서 가열하고 데시케이터에서 방냉 후 무게를 측정하였다. 측정 결과 두 시료 모두 결정수가 빠져나가 무게가 감소한 것을 확인할 수 있었고, 황산 구리는 기존 푸른색에서 청백색으로 색도 옅어 진 것을 확인할 수 있었다.

Introduction
1) 황산 구리 (copper(II) sulfate)
황산구리(II)는 일반적으로 수화물의 형태로 존재하기에, 물분자 5개와 결정을 이루어 화학식이 CuSO4ㆍ5H2O이다. 이때 물분자 5개 중 4개는 구리와 직접 배위결합하기 때문에 황산구리 수화물을 CuSO4(H2O)4• H2O라고 보기도 한다. 푸른색의 투명한 결정으로 건조한 공기 중에 두면 서서히 수분을 잃고 분말형태가 된다.
가열하면 45 °C에서 2분자의 물을 잃고, 110 °C에서 4분자의 물을 잃으며 색도 청백색이 된다. 마지막으로 250 °C에서 나머지 한 개의 물 분자를 잃고 백색의 무수물이 된다. [1] 하단의 그림은 황산구리 오수화물의 구조식인데, 주황색 입자가 구리 이온으로 4개의 물 분자와 배위 결합하고, 양쪽으로는 2개의 황산 이온과 이온 결합한 형태임을 알 수 있다.

<figure 1. CuSO4ㆍ5H2O 구조식> [1]
2) 황산구리의 탈수 (dehydration) 과정
탈수 과정은 크게 온도에 따라 45℃, 110°C, 250°C 세 단계로 나눌 수 있다.
먼저 가열 온도가45°C가 되면, 황산구리 오수화물에서 테트라아쿠아구리(Cu(OH2)42+) 부분이 분해된다. 이때 반대편에 있는 두 물 분자가 나가면서 다이아쿠아 구리(Cu(OH2)22+)가 되는 것이다. 온도가 110°C 가 되면 구리에 배위되어 있던 나머지 두 물 분자가 이탈한다. 250℃에 도달하면 최종 탈수가 일어나는데 배위되어 있지 않던 물 분자가 마지막으로 빠진다. 이렇게 얻어진 황산 구리를 650 °C까지 가열하면 산화 구리(II) (CuO)와 삼산화 황(SO3)으로 분해된다. 이때의 분해식은 다음과 같다. CuSO4(s) → CuO(s) + SO3(g) [2]

참고자료

· 위키백과, 황산 구리,
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%99%A9%EC%82%B0_%EA%B5%AC%EB%A6%AC(II)
· 네이버 지식백과 화학백과, 황산 구리,
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5662982&cid=62802&categoryId=62802
· 네이버 지식백과 화학대사전, 가열 감량
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5662982&cid=62802&categoryId=62802
· 위키백과, water of crystallization, https://en.wikipedia.org/wiki/Water_of_crystallization
· 위키백과, 배위 결합,
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B0%B0%EC%9C%84_%EA%B2%B0%ED%95%A9
· 네이버 지식백과 화학백과, 수화물, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663008&cid=62802&categoryId=62802
· 네이버 지식백과 화학대사전, 자제 도가니,
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2307537&cid=60227&categoryId=60227
· 위키백과, 데시케이터,
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8D%B0%EC%8B%9C%EC%BC%80%EC%9D%B4%ED%84%B0
· 구글, 염화바륨 흡습성,
· http://www.daemyungchem.co.kr/shop/goods/goods_view.php?goodsno=884&category=002
· 구글, 실리카겔,
· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%A4%EB%A6%AC%EC%B9%B4_%EC%A0%A4
· 네이버 지식백과, 화학대사전, 열분해 곡선,
· https://en.wikipedia.org/wiki/Thermogravimetric_analysis
· 구글, 데시케이터 종류,
· https://www.ebricmall.com/customer/blog/blogDetail/48
· 구글, 가스 치환 데시케이터,
· https://cacheby.com/@cacheby/products/347a9d90-1458-11ec-82a8-0242ac130003?gclid=EAIaIQobChMI39C8xeqwgQMVaFwPAh3WbwTAEAQYAyABEgK07_D_BwE
· 구글, 자동 습도 조절 데시케이터
· https://www.navimro.com/p/items/K15770660/?access_google_shopping&gclid=EAIaIQobChMI2qWok-uwgQMVj9UWBR0XxQ_aEAQYASABEgL2gPD_BwE