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자연과학 올립니다 화학 및 실험 – 다양한 음이온 (SO42-, NO3-, F-, Cl-, I-)의 정성분석

[자연과학] 화학 및 실험 – 다양한 음이온 (SO42-, NO3-, F-, Cl-, I-)의 정성분석

다양한 음이온 (SO42-, NO3-, F-, Cl-, I-)의 정성분석

1. 실험 목적 : 음이온의 화학적 특성을 이해하고, 이를 이용하여 미지 시료의 음이온 분석에 응용하여 본다.

2. 실험 이론
용액 속에 녹아있는 음이온의 정성 분석 시, 음이온 고유의 화학적 특성을 이용하여 음이온의 존재 유무를 확인하게 되는데, 본 실험에서는 점적 분석(spot analysis)을 이용하여 SO42-, NO3-, F-, Cl-, I- 등의 음이온들을 확인한다. 이 분석 방법은 음이온과 선택적으로 반응하여 독특한 반응을 나타내는 시약을 이용하는 방법으로서, 소량의 시료 용액과 시약이 반응하여 나타내는 특정한 반응을 확인함으로서 음이온을 검출할 수 있다.
시료에 여러 가지 성분이 포함되어 있는 경우에는 한 성분이 다른 성분의 검출을 방해할 수 있는데, 이런 경우 점적 분석을 하기 전에 이들 성분을 서로 분리하여 분석할 수 있다. 또는 용액의 pH를 변화시키거나 가리움제(m…다양한 음이온 (SO42-, NO3-, F-, Cl-, I-)의 정성분석

1. 실험 목적 : 음이온의 화학적 특성을 이해하고, 이를 이용하여 미지 시료의 음이온 분석에 응용하여 본다.

2. 실험 이론
용액 속에 녹아있는 음이온의 정성 분석 시, 음이온 고유의 화학적 특성을 이용하여 음이온의 존재 유무를 확인하게 되는데, 본 실험에서는 점적 분석(spot analysis)을 이용하여 SO42-, NO3-, F-, Cl-, I- 등의 음이온들을 확인한다. 이 분석 방법은 음이온과 선택적으로 반응하여 독특한 반응을 나타내는 시약을 이용하는 방법으로서, 소량의 시료 용액과 시약이 반응하여 나타내는 특정한 반응을 확인함으로서 음이온을 검출할 수 있다.
시료에 여러 가지 성분이 포함되어 있는 경우에는 한 성분이 다른 성분의 검출을 방해할 수 있는데, 이런 경우 점적 분석을 하기 전에 이들 성분을 서로 분리하여 분석할 수 있다. 또는 용액의 pH를 변화시키거나 가리움제(masking agent)를 사용해서 한 가지 화학종만 선택적으로 반응시켜 확인 할 수 있다.

실험에 쓰이는 반응식

질산, 황산 음이온 정성분석 실험
3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O
Fe2+ + NO → Fe(NO)2+
Ba2+ + SO42- → BaSO4 (s)

할로젠 이온 정성분석 실험
Ca2+ + 2F- → CaF2 (s)
Ag+ + I- → AgI(s)
Ag+ + Cl- → AgCl (s)
AgCl (s) + 2NH4OH → Ag(NH3)2+ + 2H2O + Cl-
Ag(NH3)2+ + Cl- +2HNO3 → AgCl (s) + 2NH4+ + 2NO3-
Cl2 + 2I- → I2 + 2Cl-

`조사할 내용`
(1) 질산이온과 황산이온의 특성
황산이온 – 황산이온의 구조는 S를 중심으로 정사면체.
황산염 황산바륨 석고 등을 포함해 수많은 광물에 존재함.
황산이온은 지질에 기인함.
수돗물 중 황산이온은 대부분 정수처리에 사용되는 응집제로 인하여 검출됨.
고농도의 황산이온은 금속의 부식을 초래함
질산 이온(NO3-)과 황산이온(SO4-)의 특징은 수소이온이나 금속+이온 과 아주 잘 결합하고 산소끼리 빠져나가 이산화질소 ,이산화황이됨.

(2) 할로젠 이온의 특성
주기율표의 17족에 속하는 비금속 원소로 할로겐이라고 하며, 플루오르 ( F ) 염소( Cl ) 브롬( Br ) 요오드( I ) 및 아스타틴( At )을 말합니다. 플루오르와 염소는 상온에서 기체이며, 각각 담황색과 황록색을 띠고 있습니다. 브롬은 적갈색의 액체이고, 요오드는 승화성 고체이며, 아스타틴은 방사성 원소입니다. 할로겐은 반응성이 크기 때문에 자연에서 단체로 발견되지 않으며 할로겐화 이온으로 존재하거나 금속 또는 비금속 원소와 집적 결합하여 화합물을 형성합니다. 할로겐 원소는 아스타틴에서 플루오르 쪽으로 갈수록 녹는점과 끓는점이 낮아지고, 비금속성과 반응성이 커지며, 환원이 잘 됩니다. 또한, 할로겐은 이원자 분자를 형성하는데, 또한 이들은 무극성 분자들이므로 분자들 사이에 작용하는 힘을 분산력이라고 합니다.

할로겐 이온에 질산은(AgNO3) 용액을 가하면 할로겐화은의 앙금을 만들어 검출합니다. 즉색깔이 다른 침전물이 생성됩니다. 반응식은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
Ag+ ＋ F- → AgF(용해)
Ag+ ＋ Cl- → AgCl↓(흰색 침전)
Ag+ ＋ Br- → AgBr↓(연한 노란색 침전)
Ag+ ＋ I- → AgI↓(노란색 침전)

3. 실험방법
3.1 질산염 음이온 (NO3-) 의 반응
① 시험관에 0.024M NaNO3 용액 0.5ml를 넣은 후, 18M H2SO4를 시험관 벽을 따라 7~8 방울을 조심스럽게 흘려 넣는다.
② ① 시험관에 0.1 M FeSO4 10방울을 서서히 넣고, 용액의 색변화를 관찰한다.
(주의 :

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=15022592&sid=leesk55&key=

[문서정보]

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자료제목 : 자연과학 올립니다 화학 및 실험 – 다양한 음이온 (SO42-, NO3-, F-, Cl-, I-)의 정성분석
파일이름 : [자연과학] 화학 및 실험 – 다양한 음이온 (SO42-, NO3-, F-, Cl-, I-)의 정성분석.hwp
키워드 : 자연과학,화학,실험,다양한,음이온,SO,NO,F,Cl,I
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