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Chemistry

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간단한 아스피린 합성 실험 🧪 실험 목표 에스터화 반응을 이용하여 의약품인 아스피린을 합성할 수 있다. 🧪 실험 원리 ✏️ 아스피린 기원전 고대 이집트 시대부터 버드나무 껍질이 해열제로 이용되었는데 18세기 초에 이탈리아 화학자 피리아는 약효의 주성분인 살리실산을 추출하였다. 아스피린(Aspirin)은 살리실산처럼 해열제와 진통제의 효과는 있으면서 살리실산보다 소화 기능의 문제가 덜 일어나는 물질인데 1897년 독일의 바이엘 사에서 식물(조팝나무 꽃)로부터 정제하여 생산하기 시작했다. 1899년에는 바이엘 사로부터 아스피린의 대중적인 판매가 시작되었으며, 1918년 스페인 독감에서의 효능으로 유명해졌다. ✏️ 에스터화 반응 화학적으로 아스피린은 살리실산과 아세트산 무수물이나 아세트산이 에스터화 반응하여 생성되는 화합물이다. 에스터..
화학 전지 실험(기전력 측정, 전해질 농도와 전지 전위와의 관계) 🧪 실험 목표 화학 전지를 구성해 기전력을 측정하고, 전해질의 농도와 전지 전위와의 관계를 알아본다. 🧪 실험 원리 ✏️ 반쪽전지 반쪽 전지(Half-cell)는 금속과 금속 이온이 포함된 수용액으로 구성되어 있으며, 반쪽 전지에서 표준 상태란 수용액 속 금속 이온의 농도가 1.0 M일 때를 의미한다. 예를 들어 순수한 Zn 금속과 1.0 M Zn2+(aq) 수용액은 표준 Zn | Zn2+ 반쪽 전지를 구성한다. 반쪽 전지에서 금속은 전극(electrode)이라고 한다. ✏️ 화학 전지 화학 전지는 두 개의 반쪽 전지가 도선과 염다리로 연결되며 형성된다. 두 전극을 도선으로 연결하면 자발적인 산화·환원 반응에 의해 산화가 일어나는 산화 전극(anode)에서 환원이 일어나는 환원 전극(cathode)으로 ..
윌슨의 안개상자 실험(with 방사선 관찰) 하늘에 뭉게뭉게 피어있는 구름을 본 적이 있나요? 구름에 마음을 빼앗겨 실험실에서 구름을 만드는 장치를 고안한 과학자가 있습니다. 1869년 2월 14일 영국 스코틀랜드 에든버러 근처의 글렌코스 지역에서 태어난 찰스 톰슨 리스 윌슨(Charles Thomson Rees Wilson,14 February 1869 ~ 15 November 1959)은 4살에 아버지를 여의고 어머니를 따라 영국 맨체스터로 이사한 뒤 큰외삼촌의 도움을 받으며 살아갑니다. 처음에는 맨체스터 오웬 대학에서 생물학을 전공하여 딱정벌레를 연구하며 의사가 되기를 꿈꾸었습니다. 이후, 케임브리지 시드니 서색스 대학에서 장학금을 받아 입학하게 되고,오웬 대학의 물리학 교수였던 벨퓨어 스튜어트(Balfour Stewart) 영향으로 그곳에서..
식용유를 이용한 바이오 디젤 합성 실험 현시대 가장 큰 문제로 대두되고 있는 화석연료. 인류는 엄청난 양의 이산화탄소를 만들어 내며 지구 온난화를 가속하고 각종 오염물질을 배출하는 화석연료를 대신하는 새로운 에너지를 찾기 위해 다양한 방법을 모색하고 있습니다. 많은 대안 중 유력한 후보로 주목받고 있는 바이오디젤에 관해 이야기해보겠습니다. 📌 바이오매스(Biomass) 바이오매스는 자연에서 얻어지는 식물, 동물, 미생물 등의 유기 생명체를 통틀어 이야기하는 단어로 에너지를 발생시키는 대상이 되는 생물체를 비롯해 생활 쓰레기 가운데 썩을 수 있는 것들도 모두 포함됩니다. 따라서 바이오에너지는 지구상에 생물이 존재하는 한 지속적으로 에너지를 생산할 수 있는 대표적인 에너지로 미래의 에너지원으로 손색이 없습니다. 현재 바이오 연료로 사용하기 위해 ..
아스코르브산 함량 측정(with 아이오딘 적정법) 🧪 실험 목표 산화 환원 적정법 중 아이오딘 적정법으로 시판되는 비타민C 음료에서 아스코르브산의 함량을 측정할 수 있다. 🧪 실험 이론 ✔ 비타민C의 환원성 괴혈병은 비타민C, 즉 아스코르브산 결핍증으로 전신 피로감, 하품, 호흡곤한, 두통, 메스꺼움, 변비, 우울증, 식욕감퇴, 잦은 혈관 출혈, 잇몸 출혈, 월경 불순, 뼈나 관절을 통증이나 출혈, 창백증 빈혈, 뼈의 연화 등의 증상을 보인다. 비타민C의 화학적 성질을 살펴보면 아스코르브산(L-ascorbic acid)은 디히드로아스코르브산(dehydro-L-ascorbic acid)으로 쉽게 산화된다. 이 변환은 가역적 산화, 환원반응이므로 비타민C는 산화되면서 다른 물질을 환원 시키는 환원제로 작용할 수 있는 물질이다. 비타민C는 동물의 콜라겐(co..
음료 속 카페인 추출 및 확인 🧪 실험 목표 음료수에서 카페인을 추출하고 TLC(Thin Layer Chromatography)를 통해 성분을 확인할 수 있다. 🧪 실험 이론 ✔ 카페인(Caffeine) 카페인은 알칼로이드 화합물로 차나 커피 등에 많이 함유되어 있다. 화학식은 C8H10N4O2이며 3개의 메틸기를 가진 크산틴 구조로, 브라질의 커피콩에 1 ~ 1.5%, 동양의 찻잎에 1 ~ 5%, 열대 아프리카 콜라 열매에 3%가 존재하는 흥분성 물질이다. 견사 광택이 나는 무색, 무취의 흰 바늘모양 결정인 침상구조이고, 뜨거운 물과 알코올에 약간 녹으며 쓴맛이 있다. 카페인은 강심제, 중추신경 자극제, 이뇨제 등에 들어가 약효를 나타낸다. 그러나 다량의 카페인을 섭취하면 내성 및 습관성이 생기므로 카페인에 들어 있는 차를 하루 5..
농도에 따른 화학 반응 속도 측정 실험 🧪 실험 목표 아이오딘산 칼륨 수용액(KIO3(aq))의 농도에 따른 반응속도의 변화를 측정하여 농도와 반응 속도의 관계를 설명할 수 있다. 🧪 실험 이론 [아이오딘 시계반응의 반응 단계] 아이오딘산 칼륨(KIO3) 수용액 + 아황산수소 나트륨(NaHSO3) 수용액의 반응 ① IO3- + 3HSO3- → I- + SO42- + 3H+ ② IO3- + 8I- → 3I3- + 3H2O ③ I3- + HSO3- + H2O → 3I- + SO42- + 3H+ ④ 2I- + 녹말 → 녹말-I5-(청람색) + I- 이 반응은 IO3-이 HSO3-에 의해 환원되어 I-이 되고, I-에 의해 생성된 I3-이 녹말 분자사이에서 청람색의 착물을 형성하는 반응이다. 이 반응은 ① ~ ③ 단계까지 연속적으로 거의 동시에 일어..
온도에 따른 화학 반응 속도 측정 실험 🧪 실험 목표 아이오딘산 칼륨 수용액(KIO3(aq))의 농도에 따른 반응속도의 변화를 측정하여 농도와 반응 속도의 관계를 설명할 수 있다. 🧪 실험 이론 [시계반응] HSO3-이온이 있는 어떤 용액에 IO3-의 용액, 그리고 녹말 용액이 섞이면 이 혼합물은 잠시동안 무색으로 있다가 갑자기 짙은 푸른색으로 변한다. 이러한 관찰은 1880년경에 Landolt에 의해 처음으로 보고되어 이 시계반응을 Landolt 반응이라고도 한다. 반응속도는 혼합물과 IO3-이온의 초기 농도에 따라 변하며, 혼합물의 온도와 용액의 pH에 따라 변한다. 시계 주기는 혼합물에 들어 있는 이온의 농도에 반비례하며, 온도가 높을수록, pH가 낮을수록 짧아진다. 이 반응은 I3-나 I5-가 아밀로오스의 나선구조 사이에 끼어 색이 나..

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