은거울 반응 실험 결과 - eungeoul ban-eung silheom gyeolgwa

[일반화학실험] 은거울반응 : 포도당 속의 포르밀기가 붙어있는 화합물은 환원성이 있는데 용액 속에 녹아있는 은 이온을 금속 은으로 환원시켜 은거울을 만든다. 은거울 반응을 통해 산화-환원 반응을 확인해본다.

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목차

1.Title
2.Introduction
3.Principle & Theory
4.Apparatus & Reagents
5.procedure
6.Result
7.Discussion & Feeling

출처

본문내용

서히 은이 환원되어 내려오는 것이 보여서 너무 신기했다. 병의 바닥까지 은이 모두 환원되어 물속에서 병을 꺼내서 살펴보자 병 내부에 은이 환원되어 거울처럼 보였다. 은거울 반응을 식으로 나타내면
R-CHO + 2(Ag(NH))OH + 2K → R-COOH + 4NH + HO + K + 2Ag↓(환원)
이 실험에서 사용되는 각각의 용액의 역할을 생각해 보았다.
AgNO3는 Ag+ 이온을 발생시켜 은도금이 될 수 있는 원재료를 제공하는 역할을 한다. NH3는 자신은 산화되어 OH으로 변하면서 외부로 전자를 제공하여 은 이온이 그 전자를 받아 금속으로 환원이 되게 만들어주는 역할을 한다. KOH는 아세트 알데히드나 포름알데히드는 pH가 높아야 환원력이 생기게 된다. 이때 KOH가 pH를 올려줘 알데히드들이 환원을 할 수 있게 도와주는 역할을 한다. 만약 여기에 아세톤과 벤조알데히드를 사용하게 되면 아세톤과 벤조알데히드는 환원력이 약한 물질이므로 은거울 반응이 일어나지 않는다.
이번 실험에서 우리 조는 실험에 실패하지 않았지만 오차가 발생할 수 있는 경우를 생각해보았다. 첫 번째로 온도조절이다. 온도가 너무 높을 경우 환원반응이 너무 빨리 일어나 콜로이드로 변할 가능성이 많다. 반대로 온도를 너무 낮출 경우 반응속도가 느려서 언제 반응이 다 끝날 지 알 수가 없다. 혹은 아예 반응이 일어나지 않는 것처럼 보일 수도 있다. 두 번째로 시험관 벽의 청결상태이다. 시험관이 더러울 경우 더러운 물질이 대체로 무극성 물질이 많으므로 친전자성인 Ag입자가 잘 달라붙을 수 없기 때문이다. 그리고 달라붙었다고 해도 금방 떨어져 나갈 수도 있다. 게다가 열을 가해주면 붙었던 것들도 쉽게 떨어져 나갈 수 있다. NaOH를 사용하여 청결하게 할 수 있다. 세 번째로 NH3의 농도이다. 만일 Ag2O의 침전용액에 NH3를 너무 많이 집어넣으면, Ag(NH3)2+ AgNH3+ + NH3 Ag+ + 2NH3의 해리 평형반응이 좌로 치우쳐져서 Ag+가 잘 해리되지 않아 은거울이 생기기 어렵다. 그래서 진한 암모니아수를 가할 때 한 방울씩 넣은 후 잘 저어주어야 한다. 그리고 침전이 거의 사라질 때가 되면 아주 약간씩 가함으로써 지나치게 NH3를 가하지 않도록 한다.
물질이 서로 반응하여 완전히 새로운 성질의 물질이 되는 반응을 화학 반응이라 한다. 화학반응에서는 화합물속의 원자가 다른 원자로 바뀌는 것을 ‘치환’, 한 종류의 화합물이 두 가지 이상의 간단한 화합물로 변하는 것을 ‘분해’, 둘 이상의 원소가 화합하여 새로운 화합물을 만드는 것을 ‘합성’, 용액 속에서 변화가 일어나 잘 용해되지 않는 물질이 생성되는 것을 ‘침전’, 수소이온의 농도에 따라 반응하는 ‘산과 염기’ 그리고 산소를 주고받는 ‘산화-환원 반응’이 있다. 이 실험에서 사용되는 이론인 ‘산화-환원 반응’은 물질간의 전자의 이동으로 산화와 환원반응이 동시에 일어난다. 산소를 얻으면 산화반응이 일어나도 산소를 잃으면 환원반응이 일어난다. 그 밖에 원자가 수소나 전자를 잃는 것을 산화반응이라고 하고 수소나 전자를 얻는 것을 환원반응이라고 한다. 이 실험에서 포도당은 산화되었고 질산은 수용액에서 은이 분리되어 환원반응이 일어나 거울이 만들어 진 것이다. 은거울 반응은 산소와 반응하는 실험은 아니지만 산화반응에서 꼭 일어나는 일이 전자 또는 수소를 잃는 것이기 때문에 산화반응으로 여기는 것이다.
처음엔 톨루엔 시약을 만들고 수산화칼슘을 넣는 과정에서 어떻게 은이 만들어 진다는 것일까 하는 의구심도 들었다. 그러나 뜨거운 물에 병을 넣자 은이 환원되면서 병 위쪽부터 서서히 내려오는 것이 너무 신기했고 완성된 병에 정말 거울처럼 내 얼굴이 비춰지는 게 좀 신비로웠다. 병을 열고 안의 내용물을 버리고 씻어내는 과정에서 은도금이 살짝 벗겨진 게 좀 아쉬웠다. 조마다 결과물이 조금씩 달랐지만 은도금이 깔끔하고 진하게 된 조의 결과물이 더 예뻐보여서 우리 조도 조금 더 환원시켜서 그런 결과물을 내볼 걸 하는 아쉬움이 들었다. 이런 아쉬움이 있었지만 이번 실험을 통해 산화-환원 반응에 대해 더 잘 이해할 수 있게 되었고 실험하는 내내 즐거웠고 결과물 또한 신기하고 예뻤기 때문에 보람차고 유익했던 실험이었다.
<출처>
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