KNO3의 재결정 보고서

KNO3의 재결정에 대한 보고서로 회수율에 대한 글입니다

혼합물에서 순수한 물질을 분리해 내는 것은 화학 실험의 중요한 부분을 차지한다

재결정(Recrystallization)은 고체 물질의 특정 용매에 대한 용해도가 온도에 의존하는 점을 이용하는 정제방법이다

일반적으로 고체의 용해도는 고온에서 크고 저온에서 작다

고체를 고온에서 용해하여 진한 용액을 만든 후 이를 냉각하면 다시 결정이 형성되는데, 재결정 과정에서 원래 고체에 함유되어 있는 미량의 불순물은 용액 중에 용해된 채로 남아 있기 때문에 순수한 결정을 얻을 수 있다

이러한 재결정 과정에 대해 알아본다

재결정(recrystallization)은 아래와 같습니다

고체물질의 특정 용매에 대한 용해도가 온도에 의존 하는 점을 이용하는 정제방법입니다

고체를 고온에서 용해하여 진한 용액을 만든 후 이를 냉각하면 다시 결정이 형성됩니다

재결정 과정에서 원래 고체에 함유되어 있던 불순물은 용액 중에 용해된 채로 남기 때문에 순수한 결정을 얻습니다

용해도는 100g의 용매에 녹는 용질의 g수로써 표시합니다

화합물의 용해도는 용매에 따라, 용매의 온도에 따라 달라집니다

일반적으로 화합물이 용매에 녹는 용해 과정은 흡열 과정이기 때문에 온도가 높아질수록 물질의 용해도는 증가합니다

일반적으로 고체의 용해도는 고온에서 크고 저온에서 작습니다

KNO3 재결정에 대한 실험 방법은 아래와 같습니다

1. 10g의 KNO3을 50mL삼각플라스크에 넣고, 증류수 20mL를 가한 후 물중탕에서 천천히 가열하여 완전히 녹인다

2. 실온으로 냉각된 용액을 차가운 물로 냉각한 후, 수득률을 높이기 위하여 얼음 수조에 옮긴 후, 침전이 생기기 시작한 후에도 5분간 계속하여 비커를 흔들어서 냉각한다

3. 생성된 흰색결정을 뷰흐너깔때기와 감압플라스크를 이용하여 거른다

4. 공기 중의 오븐에서 건조하여 질량을 잰 후 수득률 계산한다

KNO3의 재결정 실험표

	실험 1	실험 2
취한 KNO3의 질량 (g)	10.073	10.091
가해 준 증류수의 부피 (mL)	약 20	20
완전히 녹인 온도 (℃)	72	75
냉각 온도 (℃)	4	7
회수한 KNO3의 질량 (g)	4.6371	4.112
회수율 (%)	46.035%	40.749%

 

실험 1에서의 회수율=회수한 KNO3의 질량/취한 KNO3의 질량= 4.6371/10.073=약 46.035%

실험 2에서의 회수율=회수한 KNO3의 질량/취한 KNO3의 질량= 4.112/10.091=약 40.749%

 

실험 2에서의 회수율이 실험 1에서보다 작은 이유를 생각해보자면

첫째, 실험 1에서의 질량이 0.018g의 작은 질량 차이와

둘째, 가해 준 증류수의 부피를 잴 때, 실험 1에서는 KNO3를 먼저 삼각플라스크를 넣고, 증류수를 삼각플라스크의 20mL 까지 채웠기 때문에, 정확한 20mL가 가해주었지 않았다

셋째, 완전히 녹인 온도가 3℃ 차이 나기 때문에, 실험 1과 실험 2때, 완전히 녹였다고 생각했었지만, 눈에 보이지 않았던 덜 녹은 결정들이 있었을 것이 차이 났었을 것이다

넷째, 실험 2에서는 실험 1과는 다르게 시간이 부족하여, 냉각한 시간과 건조 시간을 더 적게하였기 때문이다

이러한 4가지의 이유로 회수율에서 약 5%란 차이점이 나타났을 것이라고 생각되어진다