[일반화학실험 A+ 1등 레포트] 실험 19. 식용색소와 표백제의 반응 실험 결과보고서

소개글

"[일반화학실험 A+ 1등 레포트] 실험 19. 식용색소와 표백제의 반응 실험 결과보고서"에 대한 자료입니다

이공계열 4.5 만점 수석 학생의 보고서입니다.
각 실험에 대한 결과와 실험 후에 생각해 보아야 하는 결과 보고서의 문제에 대한 답안이 자세하게 적혀있습니다.
약 세 장 이상의 실험에 대한 고찰이 작성되어 있습니다.

목차

I. 실험 데이터 및 처리
1. Part I: 색소 용액의 흡수 스펙트럼
2. Part II: 반응속도

II. 실험 결과에 대한 고찰

III. 다음의 질문에 답하시오.
1. 가정용 표백제는 ~5 (w/v) %의 sodium hypochlorite(NaOCl) 용액이다. w/v는 weight/volume을 뜻하는 것으로, 5 (w/v) %는 100 mL의 NaOCl 용액은 5 g의 NaOCl을 포함하고 있음을 의미한다. 이번 실험에서는 1/10으로 묽힌 표백제 용액을 사용한 것을 고려하여, 시료 No. 1에서 NaOCl의 몰농도를 구하라. 시료 No. 1에서 NaOCl의 몰농도는 색소의 몰농도에 비하여 충분히 큰가?
2. 시료 No. 1 ~ 3의 결과를 토대로, 반응물의 농도는 속도상수에 어떠한 영향을 미치는가?
3. 시료 No. 1, 4, 5의 결과를 토대로, kobs = k[NaOCl]m 에서 NaOCl에 대한 반응차수 m는 얼마이겠는가?

본문내용

이번 실험에서는 Beer 법칙에 따라 흡광도를 측정하여 식용색소(청색 1호)와 가정용 표백제에 포함되어 있는 NaOC``l 사이의 반응 속도를 알아보겠다는 목표를 갖고 진행하였다. 본 실험에서 활용한 분광광도계의 경우에는 디스플레이 창으로 모두 조작이 가능하기 때문에 USB만 연결했으며 광원 안정화 과정이 불필요하여 생략하였다.
희석 전 색소 용액과 희석 후에 색소 용액의 흡수 스펙트럼을 알아보기 위해 Part Ⅰ의 색소 용액의 흡수 스펙트럼 실험을 진행하였다. 두 개의 큐벳을 준비하여 하나에는 증류수를 담고 다른 하나에는 준비된 색소 (청색 1호) 용액을 담는 과정에서는 용액을 큐벳에 가득 채우지 말고 약 2/3 정도만 채워야 한다. 그런 다음 분광 광도계에 큐벳을 넣을 때는 빛이 통과하는 쪽으로 큐벳의 투명한 면을 넣어야 한다. 흡수 스펙트럼을 얻을 때 파장 범위는 400~800nm로 이 과정을 통해 lambda _{max}와 그 때의 흡광도를 파악해 보았다. 흡광도는 Spectrum mode Baseline에서 Blank와 Sample을 측정함으로써 확인할 수 있다. 그런 다음 Beer 법칙이 적용되는 것으로 가정하고 색소 용액을 묽혀서 lambda _{max}가 ~0.8이 되도록 하겠다는 목표를 갖고 희석하였다. 이때 16mL의 용액을 취하여 총 20mL의 용액으로 희석하여 원액 흡광도 1.006에서 0.855로 묽힐 수 있었다. 또한, lambda _{max}=629nm이었다. 묽힘 과정을 위해 어느 정도의 용액을 취했는지 탐구하는 과정에서는 Beer 법칙이 성립함에 따라 흡광도는 `A`=` varepsilon cd( varepsilon `=`몰`흡광`계수,`c`=`몰농도`,`d=`경로길이)이 성립하는 점을 활용하였다. 더불어, 이때 같은 물질을 묽힌 다음 같은 큐벳에 담아 흡광도를 측정했으므로 몰흡광계수와 경로길이는 일정하고 이에 따라, 흡광도는 몰농도에 비례한다는 점을 활용하였다.

참고 자료

일반화학, Steven S. Zumdahl, Cengage, 2018, 171쪽