용매추출-분배계수의결정 (예비+결과)보고서

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본문내용

NaOH는 1N이 된다.
따라서 0.5N NaOH는 40g/L*0.5 = 20g/L이나, 순도98%를 고려하여 가 된다.
실험당시에는 489.8g의 증류수에 10.2g의 NaOH를 넣어 0.5N NaOH 500ml를 제조하여 사용하였다.
아세트산 수용액을 만든 후 먼저 0.5N 아세트산 수용액과 1-부탄올을 섞었다.
층이 나뉘어지고 약간의 시간이 흘러 평형상태가 되어, 아래층 용액을 따로 비커에 담았다.
비커에 담은 아래층 용액 중 10ml와 증류수 10ml 그리고 페놀프탈레인 용액 3방울 정도를 넣은 후 0.5NaOH로 적정하였으며 그 후 1.0N 아세트산 수용액으로 위와 같은 과정을 반복하였다.
그 결과를 정리하면 아래 표와 같다.
< 0.5N 아세트산(CH3COOH) >
0.5 NaOH
아세트산의 농도
위층(10ml)
6.5 ml
0.33N
아래층(10ml) + 물(10ml)
6.2 ml
0.31N
분배계수(K)
1.06
식을 이용하여
위층 :
아래층 :
∴ 분배계수 K =
< 1.0N 아세트산(CH3COOH) >
0.5 NaOH
아세트산의 농도
위층(10ml)
15.0 ml
0.75N
아래층(10ml) + 물(10ml)
13.8 ml
0.69N
분배계수(K)
1.09
마찬가지로 위층 :
아래층 :
∴ 분배계수 K =
0.5N 아세트산 수용액으로 실험한 결과 분배계수 K는 1.06,
1.0N 아세트산 수용액으로 실험한 결과 분배계수 K는 1.09이 나왔다.
두 개의 서로 다른 농도의 아세트산으로 실험하였으나 분배계수K는 비슷한 값이 나왔음을 알 수 있다.
4. 결과 및 분석
(※아세트산 + 1-부탄올 26.7℃기준 분배계수 K값 1.613)
위 문헌 값을 토대로 0.5N아세트산 수용액과 1.0N아세트산 수용액으로 실험하여 얻은 값을 바탕으로
계산한 분배계수 K값과의 절대오차 및 상대오차를 구하였다.
정리하면 다음 표와 같다.
실험값
문헌값
절대오차
상대오차
분배계수
0.5N수용액
1.06
1.613
0.55
34.28%
1.0N수용액
1.09
0.52
32.42%
※절대오차 계산과정
문헌값 - 실험값
(i)0.5N수용액 : 1.613 - 1.06 = 0.55
(ii)1.0N수용액 : 1.613 - 1.09 = 0.52
※상대오차 계산과정
오차율 = * 100(%)
(1)0.5N수용액 :
(2)1.0N수용액 :
실험결과를 보면 먼저 아세트산은 물과 유기용매 모두에 녹는다는 것을 알 수 있으며 위층용액이 아래층용액보다 분배된 아세트산의 농도가 크다는 것을 확인 할 수 있다.
또한 분배계수(K)의 값이 1보다 큰 것으로 보아 아세트산이 물보다 1-부탄올에 더 많이 녹는다는 것을 알 수 있다
0.5N수용액으로부터 구한 분배계수는 1.06,
1.0N수용액으로부터 구한 분배계수는 1.09
분배계수(K)의 값이 1.06, 1.09 로 문헌 값과의 오차율이 34.28% 32.42%로 상당히 크지만, 같은 온도와 압력에서 용질의 양에 관계없이 분배계수 K는 일정한 값을 갖는다는 것을 알 수 있었다.
5. 토의
이번 실험에서는 0,5N과 아세트산()수용액과 1.0N의 아세트산()수용액 20ml 1-butan
ol 20ml와 섞었을 때 두 층이 생기고, 두 층에 녹아있는 아세트산의 양을 각각 계산함으로써 분배계수 K를 구하는 실험이었다.
위의 결과 및 분석에서 볼 수 있듯이 0.5N의 아세트산 수용액과 1.0N 아세트산 수용액에서의 분배계수 K의 값은 거의 일치하였다.
그러나 각각의 분배계수K는 문헌 값과 비교하였을 때, 오차율이 34.28%와 32.42%로 상당히 큰 오차를 가졌다.
오차의 원인으로 추정할 수 있는 것은 다음과 같다
첫

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화학공학실험,   화공실,   용매추출-분배계수의결정