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실험 기법: 학습 가이드

핵심 개념

유기 실험은 화합물을 만들고 정제하고 확인하는 일이다. 크로마토그래피, 재결정, 증류, 추출, 녹는점 측정이 표준 도구이며 각각 간단한 계산이 있다.

  • 박층 크로마토그래피에서 Rf = 점이 이동한 거리 ÷ 용매 전선이 이동한 거리이다. 항상 0과 1 사이이며 화합물의 극성에 따라 달라진다.
  • 재결정은 고체를 정제한다. 회수율 = 회수한 질량 ÷ 조 생성물의 질량 × 100이며 결코 100 %가 되지 않는다.
  • 증류는 끓는점 차이로 액체를 분리한다. 차이가 약 25 °C보다 크면 단순 증류, 더 가까우면 분별 증류를 쓴다.
  • 순수한 고체는 일정한 온도에서 뚜렷이 녹으며 불순물은 녹는점을 낮추고 녹는 범위를 넓힌다. 여러 번 나누어 한 소량 추출이 한 번의 대량 추출보다 많이 뽑아낸다.

핵심 식

  • Rf = distance of spot ÷ distance of solvent front
  • percent recovery = recovered ÷ crude × 100
  • fraction left = (1 ÷ (1 + K·V₂/V₁))ⁿ
  • percent yield = actual ÷ theoretical × 100

풀이 예제

용매 전선이 8.0 cm 이동하는 동안 점이 3.2 cm 이동하면 Rf = 0.40이다. 조 고체 2.00 g을 재결정하여 순수한 결정 1.60 g을 얻으면 회수율은 80 %이다. 화합물의 에터–물 사이 K가 3이면 물 100 mL를 에터 100 mL로 한 번 추출할 때 75 %가 빠진다. 50 mL씩 두 번 추출하면 (1 ÷ (1 + 3 × 0.5))² = 0.16이 남아 84 %가 빠진다.

자주 하는 실수

  • Rf를 출발선에서 잘못된 지점까지 재는 것. 점의 중심과 전선의 위치를 쓴다.
  • 재결정에서 뜨거운 용매를 너무 많이 쓰는 것. 생성물이 녹은 채로 남아 회수율이 떨어진다.
  • 넓고 낮은 녹는 범위가 더 순수한 시료를 뜻한다고 생각하는 것. 불순물을 뜻한다.

연습

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