일반화학실험 - 용해도 및 분별결정

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일반화학실험 - 용해도 및 분별결정
Ⅰ. 실험 목적
온도 변화에 따라 고체의 물에 대한 용해도의 차이를 이용하여 혼합물을 분별결정법으로 분리하고 재결정법으로 정제하는 과정을 실험하고, 얻어진 결정의 순도를 확인해 본다.

Ⅱ. 이론

◆순도
1) 어떤 물질 가운데에서 주성분인 순물질이 차지하는 비율. 보통, 중량 퍼센트로 나타낸다.
2 )빛깔의 세 속성 가운데 하나. 빛의 엷고 짙은 정도를 이른다.

◆용해도 일정한 온도에서 용매 100g에 녹일수 있는 용질의 최대량으로 용질의 그램수(g)로 나타낸다. 또한 용매에 용질이 최대한 녹아 있는 상태를 포화상태라고 하며 포화상태보다 더 많은 용질이 녹아 있는 상태를 과포화상태라고 한다. 포화상태 일 때 용질이 용매에 더 이상 용해가 안 되는 것이 아니라 용해되는 만큼 용질이 다시 석출 되게 되는데 이 상태를 동적평형상태라고 한다.
◆온도의 함수인 용해도

용해도는 온도에 따라 변하므로 용해도 데이터를 이용할 때에는 반드시 온도를 표시해 야 한다. 여기서는 물에 녹는 이온성 화합물의 용해도에 대한 일반식을 이용해보자. 이온성 화합물 중에서 95% 정도는 물에 대한 용해도가 온도 상승에 따라서 현저하게 증가하다. 나머지 5%중 대부분은 온도변화에 따라 약간 변하는데, 황산염이나 센렌산 염과 같은 소수의 경우는 온도가 상승하면 용해도가 감소하는 것도 있다. 용해도를 온 도의 함수로 나타낸 곡선을 용해도 곡선이라 한다.
일반적으로 고체의 용해도는 고온에서 크고 저온에서 작다. 고체를 고온에서 용해하여 진한 용액을 만든 후 이를 냉각하면 다시 결정이 형성되는데, 고체에 함유되어 있는 미량의 불순물을 제거하는 방법으로 사용된다. 이러한 과정을 재결정(recrystallization)이라 하며, 재결정 과정에서 원래 고체에 함유되어 있던 불순물은 용액 중에 용해된 채로 남기 때문에 순수한 결정을 얻을 수 있다. 불순물의 양이 많을 경우에는 한 번의 재결정으로 순수한 물질을 얻을 수 없으므로 재결정을 여러 번 반복하여 점차로 불순물의 양을 줄여나가야 한다.

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