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자연과학 자료등록 화학실험 보고서 자료등록 나일론의 합성

[자연과학] [화학실험 보고서] 나일론의 합성

[화학실험 보고서] 나일론의 합성

실험목적
나일론은 직물용의 섬유로서 널리 사용된 첫 번째 합성 고분자이다. 대부분의 나일론들은 디아민과 다카복실산의 축합반응에 의하여 합성된다. 카복실산과 아민화합물로부터 나일론을 합성해본다.

실험원리
고분자화합물 – 분자량이 10.000 이상인 탄소화합물로 기체 상태로 존재하기 어려우며 화학물질에 대하여 반응성이 없어 안정하다.
천연 고분자 화합물 – 녹말, 셀룰로오스, 단백질, 천연고무
합성 고분자 화합물 – 합성수지, 합성섬유, 합성고무

중합반응 – 분자량이 작은 분자(단위체)들이 연속적으로 이어지면서 연결되어 고분자 화합물(중합체)을 만드는 반응
첨가중합 – 단위체의 이중결합이 끊어지면서 첨가반응에 의해 고분자를 형성하는 반응
ex) 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌
축합중합 – 단위체 분자들이 반응할 때, 물과 같은 작은 분자가 떨어져 나와 고분자를 생성하는 반응
ex) 요소수지, 페놀수지 등의 합성수지
혼성중합(공중합) – 두 종류 이상의 단위체가 첨가반응에 의해 고분자를 형성하는 반응
ex) 부나-N 고무, 부나-S 고무

◎ 나일론의 합성
나일론 – 합성고분자 폴리아미드의 총칭으로 아미드결합 (－CONH－) 으로 연결되어 있으며, 사슬 모양의 고분자이다. (아미드결합 〓 펩티드결합)
아미드결합 – 아미노기와 카르복시기에서 물이 빠져 이루어지는 결합.
나일론의 합성방법
방향족 디아민(diamine) +방향족이염기산 클로리드(diacid chloride) 를 축합중합하여 방향족 폴리아미드(나일론)가 생성 된다. 중합방법으로는 계면축합중합이 사용된다.

계면축합중합 : 서로 섞이지 않는 두 개의 용제를 선택하여 피반응물 인 두개의 단량체를 각 각 이들 용제에 용해시켜 혼합하여 두 개의 용 액들 간에 형성 된 계면에서 축합중합을 일으키는 중합법이다.
실험결과
1. 실험

시약
사용량(g or ml)
몰수(mol)
염화세바코일
0.5ml
2.34Ｘ10-3
헥사메틸렌디아민
0.46g
3.97Ｘ10-3
수산화나트륨
0.08g
0.002
≫ 염화세바코일의 비중 〓 1.121g/ml (밀도)
≫ 1.121g 〓 χ / 0.5ml
〓 염화세바코일의 사용된 질량 〓 0.5605g
≫ 염화세바코일의 몰수 〓 0.5605 / 239.14(염화세바코일의 몰질량)
나일론의 이론적 생산량
0.68g
실험에서의 수득량
2.35g
실험의 수득률
257.35%
만든 나일론의 녹는점 (실험값)
실험하지 않음
나일론 6,10 녹는점 (문헌값)
190~195℃
2. 실험결과

≫ 나일론의 합성 화학반응식
– ClCO(CH2)8COCl + H2N(CH2)6NH2 → -(CO(CH2)8CONH(CH2)6NH)-n +2HCl
≫ 한계반응물질 – 염화세바코일( 2.34Ｘ10-3)
≫ 이론적 생산량
– (염화세바코일 +헥사메틸렌디아민 – 2Ｘ염화수소) Ｘ 염화세바코일의 몰수
〓 (239.14 + 116 -2Ｘ31.47) Ｘ (2.34Ｘ10-3)
≒ 0.68

3. “나일론 끈 마술” 실험에서 헥사메틸렌디아민 수용액에 수산화나트륨을 넣는 이유는 무엇인가
≫ 나일론의 합성 화학반응식에서 볼 수 있듯이 염화세바코일과 헥사메틸렌디아민이 반응하면 나일론은 물론 2분자의 염산도 생긴다. 염산은 나일론의 합성을 방해하는 물질이다. 그렇기 때문에 염산을 중화시키기 위해 수산화나트륨을 첨가한다. 그리고 아민의 친핵 반응성을 증가시켜 반응을 촉진시키는 촉매의 역할도 한다.

4. “나일론” 다음의 숫자는 무엇을 뜻하는 숫자인가
나일론 6 또는 나일론 10 따위의 숫자가 나일론의 이름 뒤에 붙는 것은 반복 구조안에 들어있는 탄소의 개수를 뜻한다. 이번실험에서도 알 수 있듯이 나일론 6,10의 6은 헥사메틸렌 디아민의 탄소수인 6이고,

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=13123169&sid=leesk55&key=

[문서정보]

문서분량 : 5 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 자료등록 화학실험 보고서 자료등록 나일론의 합성
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키워드 : 자연과학,화학실험,나일론,합성,자료등록,보고서,나일론의
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