[고분자기초실험 레포트] 나이트로 벤젠의 합성

소개글

[고분자기초실험 레포트] 나이트로 벤젠의 합성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 실험목적

Ⅱ. 실험원리
1) 합성
2) 나이트로화 반응 (Nitration)
2-1) 나이트로화 이온
3) 친전자성 방향족 치환반응
4) 나이트로 벤젠
4-1) 나이트로 벤젠 특징

Ⅲ. 실험기구 및 시약

Ⅳ. 실험과정

Ⅴ. 실험결과

Ⅵ. 고찰
- 실험 시 유의사항과 역할
- 친전자성 방향족 치환반응 메커니즘
- 과량의 질산/황산 넣어도 dinitrobezene이 형성되지 않는 이유
- 냉각수가 필요한 이유와 중탕 반응하는 이유

Ⅶ. 참고문헌

본문내용

이용된다. 나이트로 벤젠은 독성이 강하고 피부에 흡수되기 쉬우므로 취급할 때 조심해야 한다.
Ⅲ. 실험기구 및 시약
3구 둥근 바닥 플라스크, 비커, 온도계, 분액 깔대기, 환류 냉각기, 핫플레이트, 전자저울, 스포이트, 마그네틱 바, pH종이, 증류수, 벤젠(Benzene), 질산(), 황산(),
Ⅳ. 실험과정
① 500ml의 3구 둥근 바닥 플라스크에 진한 질산 3.5ml(4.9g)를 넣는다.
② ①의 둥근 바닥 플라스크를 증류수로 냉각시키며 진한 황산을 4ml을 가한다.
③ 벤젠을 1ml씩 가하고 잘 흔들어주면서 전량 2.852ml(2.5g)을 추가한다.
④ 벤젠을 넣은 뒤 환류 냉각기를 설치하고 마그네틱 바를 넣어 50~60를 유지시키며
약 한 시간정도 물중탕을 한다.
⑤ 반응이 끝나면 반응물에 증류수 20ml를 넣어 나이트로 벤젠이 유상으로 가라앉게 한다.
⑥ 반응액을 상온에서 식힌 후, 교반을 멈추고 분액 깔대기에 옮긴다.
⑦ 증류수를 50ml 넣고 잘 흔들어 나이트로 벤젠을 분리한다.
⑧ 1wt% 수용액을 1ml씩 넣으며 pH종이로 확인하며 중성이 될 때까지 반복한다.
⑨ 나이트로 벤젠을 수득하고 부피를 측정한다.
Ⅴ. 실험결과
[그림 3] 24번의 결과
- 수용액 : 1ml씩 24번 넣음 총 24ml
- 나이트로 벤젠 수득량 : 2ml 추출
- 유기층 : 나이트로 벤젠
수층 : 증류수, 진한 질산, 진한 황산
=> 유기층이 아래쪽, 수층이 윗쪽
+) 1wt% 수용액 총 40ml 제조 ( 0.4g + 증류수 40ml)
Ⅵ. 고찰
< 실험 시 유의사항과 역할 >
- 둥근바닥플라스크에 질산을 넣은 후 황산을 넣을 때 빠르게 부으면 발열 반응이
일어나므로 천천히 붓는다. 증류수를 넣을 때도 질산과 황산이 산이므로
발열 반응이 일어나므로 천천히 부어준다.
- 물중탕에 의하여 발열 반응에서 생길 수 있는 폭발적인 열을 방지했다.
- 마그네틱 바를 이용하여 교반이 잘 되게 했다.
- 수용액을 넣으면 산(진한 질산, 진한 황산)과 염기()가 섞여
산-염기 반응을 하여 추출 시에 중화를 해준다.
< 친전자성 방향족 치환반응 메커니즘 >
친전자성 방향족 치환 반응의 메커니즘은 2단계이다.
우선, 질산과 황산이 반응하여 나이트로늄 이온을 생성한다.
- 1단계 : 친전자체 첨가 후 공명 안정화가 가능한 탄소 양이온이 생성됨
- 2단계 : 염기에 의해 양성자 제거됨
[그림 4] 벤젠의 나이트로화 반응 메커니즘
즉, 그림과 같이 3개의 공명 구조를 갖는 탄소 양이온이 생성되어 염기로부터 양성자가 제거되면서 나이트로 벤젠이 생성된다.
< 과량의 질산/황산을 넣어도 dinitrobezene이 형성되지 않는 이유 >
다중 나이트로화 반응이 일어나지 않은 이유는 온도를 50~60를 유지해서이다. 온도를 많이 올리면 다중 나이트로화 반응이 일어날 수 있다. 하지만 나이트로 벤젠의 활성도가 벤젠에 비해 10만 배 이상 떨어져서 가능성이 희박하다.
활성도가 떨어지는 이유는 나이트로 벤젠에 전자 끄는 기인 나이트로기가 붙어 있어서 벤젠으로부터 전자를

키워드

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