재결정과 혼합물의 분리[결과 보고서]

실험 방법 및 관찰

1) 1g 아세트아닐라이드(Acetanilide)와 1g 벤조산(Benzoic Acid), 증류수 30ml를 삼각 플라스크에 넣었다.

2) 삼각 플라스크에 NaOH 5ml를 첨가한 후 pH 종이를 이용하여 염기성 확인을 하였더니 푸른색을 띠었다.

3) 90℃ 항온조에 위 삼각 플라스크를 넣고 중탕하여 녹였다. (이 과정에서 용질이 잘 녹지 않아 NaOH를 5ml 더 넣어주었다.)

4) 완전히 녹은 뒤 용액을 cooling 시켜주었다. 이때 녹았던 용질이 다시 하얗게 생성되었다.

5) 거름종이의 무게를 잰 후 용액을 여과시켰다.

6) 여과시킨 용액을 비커에 옮긴 후 HCl 3ml를 넣어주었다.

7) 용액에 HCl을 첨가하자마자 용액에서는 하얀 물질이 석출되기 시작했다.

8) pH 종이를 이용하여 산성을 확인해 보았는데 pH 종이가 붉은색을 띠지 않아 HCl을 적당량 더 넣어주었더니 pH 종이가 붉은색을 띠게 되었다.

9) 거름종이의 무게를 재고 석출된 결정을 여과해주었다.

실험 결과

1) 수득 백분율

① 실험 1의 빈 거름종이 무게: 0.83g

    실험 2의 빈 거름종이 무게: 0.84g

② 실험 1에서 얻은 아세트아닐라이드의 무게(거름종이 무게 포함): 1.46g

    실험 2에서 얻은 벤조산의 무게(거름종이 무게 포함): 1.47g

③ 얻어진 순수한 아세트아닐라이드의 무게: 1.46g - 0.83g = 0.63g

    얻어진 순수한 벤조산의 무게: 1.47g - 0.83g = 0.63g

④ 수득률 구하기

ㄱ. 아세트아닐라이드의 수득 백분율: 0.63g/1g X 100% = 63%​

ㄴ. 벤조산의 수득 백분율: 0.63g/1g X 100% = 63%​

토의

1) 아세트아닐라이드 + 벤조산 + 증류수 혼합물에 NaOH를 넣어주는 이유는?

- 벤조산은 원래 물에 잘 녹지 않는데 NaOH를 넣어주어 아래와 같은 반응이 일어난다.

 

이와 같은 반응에 의해 벤조산은 극성 분자가 되어 물에 잘 녹게 된다.

2) 실험 방법에서와 같이 HCl을 3ml 넣어주었을 때 pH가 산성이지 않았던 이유

- 아세트아닐라이드 + 벤조산 + 증류수 혼합물을 항온조에서 녹일 때 용질이 잘 안 녹아서 추가의 NaOH를 넣어주었기 때문에 염기성이 강해져서 HCl 3ml를 넣어주었을 때 산성을 띄지 않고 염기성을 띠었다. 그래서 추가의 HCl을 넣어주어 산성을 띠도록 만들어주었다.

3) 벤조산을 분리할 때 HCl을 넣어주는 이유

- NaOH에 의해 증류수에 잘 녹아있던 벤조산은 HCl과 만나면 아래와 같은 반응이 일어난다.

 

이와 같은 반응에 의해 벤조산은 석출되게 된다.

4) 수득 백분율이 100%에 미치지 못한 이유

① 아세트아닐라이드와 벤조산을 증류수에 녹여 냉각을 할 때 천천히 냉각을 시켜야 결정이 크게 만들어진다. 하지만 실험 당시, 실험의 신속성을 위해 물과 메탄올을 이용하여 녹은 용액을 빠르게 냉각시켰다. 빠르게 냉각된 용액은 작은 크기의 결정을 만들게 되어 여과 시 거름종이에 여과되지 못하고 빠져나간 결정들이 있을 수 있다.

② 여과 시 거름종이를 제대로 설치하지 못했다. 많은 양의 용액을 여과시키려다가 용액이 거름종이 밖으로 넘쳐 여과되지 못하고 빠져나가서 수득 백분율이 낮아질 수밖에 없었다.

5) 아세트아닐라이드 + 벤조산 + 증류수 혼합물을 항온조에 넣어주는 이유

- 아세트아닐라이드는 높은 온도에서 증류수에 잘 용해되는 성질을 갖고 있기 때문에 높은 온도의 항온조에서 중탕을 시켜야 한다.

참고문헌

-화학 대사전, 세화 편집부, 도서출판, 세화, 2001

-표준 일반화학실험, 대한화학회, 제7개정판, 2011

보고서 점수: A

제가 일반화학1 및 실험 과목을 수강하며 작성한 실험보고서입니다. 잘못된 내용 및 수정이 필요한 내용은 댓글 남겨주세요.