아닐린제조

소개글

아닐린제조에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 실습 순서
1.아닐린의 제조
2. 아닐린의 성질 조사

Ⅱ. 안전 및 유의사항

[관계지식]

제조화학 실습 보고서(양식)

본문내용

의하여 양이온교환막을 통하여 음극실로 이동하여 아래와 같은 전해반응으로 고순도의 수산화나트륨 수용액을 얻는다.
Na+ ＋ H+ ＋ OH- ＋ e Na+ ＋ OH- ＋ 1/2H2
이온교환막은 염소 및 수산화나트륨에 화학적으로 안정하고 선택투과성이 있으며 전기저항이 작고 물리적 강도가 좋은 것이 요구되는데, 이에 따른 고성능의 이온교환막 개발은 이 방법에 의한 수산화나트륨 제조에 더욱 많은 비중을 차지할 것이다. 수산화나트륨의 용도는 화학공업의 기초약품의 대표적인 것으로서 무기 및 유기약품, 종이와 펄프, 화학섬유·석유정제·비누 및 세제 공업 등에 널리 이용되고 있다.
전해소다법(전해법)
전해소다는 식염수용액을 전기분해하여 얻어지는 수산화나트륨 NaOH를 말하는데, 이의 제조방법은 암모니아소다법에 의해 제조되는 소다회에 석회유(石灰乳)를 가하여 수산화나트륨을 얻는 가성화법과 구별하여 전해법이라고 한다. 전해법은 수산화나트륨 및 염소의 생성과 아울러 용매(溶媒)로 사용되고 있는 물을 이용하고 있어, 원료의 효율적인 이용면에서 이상적인 방법으로 알려져 있는데 전해방식에 따라 격막식(隔膜式)·수은식·이온교환막식이 있다.
【격막식 전해법】 정제된 식염수를 전해조의 양극실 격막 음극실로 보내면, 양극에서는 염소가스 Cl2, 음극에서는 수소가스 H2의 발생과 함께 수산화나트륨이 생성되는 전해반응을 일으킨다.
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2＋Cl2
전해조에 사용되는 전극재료로는 양극은 흑연을, 음극은 철이나 백금을 도금한 티탄 등을 사용한다. 그리고 양극실과 음극실 사이에 설치되어 있는 격막은 석면포나 종이섬유 등의 막으로 구성되어 있는데, 이는 수소와 염소의 혼입 방지 및 생성된 수산화나트륨과 염소와의 반응을 억제하여 주는 역할을 한다. 격막식 전해조에는 사용되는 형태에 따라 수직형과 수평형이 있는데, 후커-S형, 알렌-무어, 넬슨식 전해조 등이 전자에 속하고, 격막을 수평으로 놓는 후자의 것에는 빌리터-시멘스식 전해조가 있다. 전해조를 나온 용액은 수산화나트륨 120∼140g/ , 식염 170∼200g/ 를 함유하고 있어, 이 용액을 증발관에서 농축시켜 48∼50%의 수산화나트륨 용액을 만들며, 이때 석출되는 식염은 용해조로 순환시켜 재사용한다.
【수은식 전해법】 수은을 음극으로 흑연을 양극으로 하여 식염수를 전해시키는 방법이다. 즉, 원료인 식염을 용해조에 넣고 전해조에서 순환되는 묽은 식염수와 용해시켜 일정한 농도로 만든 후, 칼슘 및 마그네슘 등의 불순물을 제거하고 정제하여 전해조에 보내서 전해반응을 일으킨다.
(양극) : Cl-－ ＋ e 1/2Cl2
(음극) : Na+ ＋ e Na
이때, 양극에서 발생하는 염소가스는 전해조 위로 빼내고, 음극에서 생성된 금속나트륨은 수은과 아말감 Na(Hg)을 만들어 촉매를 충전한 해홍실(解汞室)로 흘려보내며, 전해에 따라 농도가 낮아진 식염수는 용해조에 연속적으로 순환시킨다. 해홍실에서는 아말감이 일정량의 물과 반응하여 수소가스를 발생시키며 48∼50% 수산화나트륨 수용액을 얻는다.
Na(Hg) ＋ H2O NaOH＋ 1/2H2 ＋ Hg
수은식 전해조는 수직형과 수평형으로 나누는데 I.G.드노라, 오카다[岡田]식 등이 전자에, 마티슨, 솔베이, 크레브스식 등이 후자에 속한다. 수은식은 격막식과는 달리 부반응이 없고 격막을 필요로 하지 않지만 사용하는 수은의 누출에 따른 환경오염을 일으키고 있어, 수은을 누출시키지 않는 기술, 즉 클로즈드화 기술이 요구된다.
【이온교환막식 전해법】 이온교환막식 전해법은 격막식 공정과 비슷한데, 이 방법의 특징은 전해조 내의 격막을 양이온은 통과시키고 음이온을 통과시키지 않는 양이온교환막을 사용한다는 점이다. 따라서 양극실에서 식염수가 전기분해하여 염소가스가 발생하고, Na+은 전기력에 의하여 양이온교환막을 통하여 음극실로 이동하여 아래와 같은 전해반응으로 고순도의 수산화나트륨 수용액을 얻는다.
Na+ ＋ H+ ＋ OH- ＋ e Na+ ＋ OH- ＋ 1/2H2
이온교환막은 염소 및 수산화나트륨에 화학적으로 안정하고 선택투과성이 있으며 전기저항이 작고 물리적 강도가 좋은 것이 요구되는데, 이에 따른 고성능의 이온교환막 개발은 이 방법에 의한 수산화나트륨 제조에 더욱 많은 비중을 차지할 것이다. 수산화나트륨의 용도는 화학공업의 기초약품의 대표적인 것으로서 무기 및 유기약품, 종이와 펄프, 화학섬유·석유정제·비누 및 세제 공업 등에 널리 이용되고 있다.
제조화학 실습 보고서
담당 교사 : 권 해 진
실습 제목
실습 일시
2001년 월 일 ∼ 교시
실습 목표
준비 사항
기구 및 기자재
소요 재료(약품)
실습 순서
및
장치 도해
실습 결과
실습 소감
화공과 2 학년 반 번
성명
검인
[평가 과제]
1. 이해면
(1) 철에 의한 니트로벤젠의 환원 반응을 설명할 수 있는가?
(2) 실습순서 1의 (2)에서 염산을 가했을 때 온도가 오르는 이유를 설명할 수 있는가?
(3) 실습순서 1의 (4)에서 알칼리성으로 하는 이유를 설명할 수 있는가?
(4) 실습순서 1의 (5)에서 수증기 증류하는 이유를 설명할 수 있는가?
(5) 온도와 용해도와의 관계를 설명할 수 있는가?
(6) 실습순서 1의 (7)에서 식염을 넣어Y을 때 용해도가 감소하는 이유를 설명할 수 있는가?
(7) 아닐린의 이론량을 계산할 수 있는가?
(8) 실습순서 2의 (1)에서 각 시험관의 액성이 같지 않은 이유를 설명할 수 있는가?
(9) 실습순서 2의 (2)에서 시험관이 더워지는 이유를 아는가?
(10) 실습순서 2의 (5)에서 무명이 검게 물드는 이유를 아는가?
(11) 실습순서 2의 (6)에서 냄새는 왜 나는지 아는가?
(12) 실습순서 2의 (7)에서 색깔이 변하는 이유를 설명할 수 있는가?
2. 기능면
(1) 실습이 전체적으로 잘 진행되었다고 생각하는가?
(2) 수증기 조작이 잘 되었는가?
(3) 실습순서 1의 (6)에서 분리 조작은 잘 되었는가?
(4) 실습순서 1의 (7)에서 아닐린이 생성되었는가?
(5) 아닐린의 성질조사 실습이 잘 되었는가?
(6) 실습 중 아닐린 증기를 들이마셔서 어지럽거나 머리가 아프지 않았는가?

키워드

아닐린,   환원반응,   조작,   제조,   실험,   실습,   화학