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혼합물의 다양한 분리 방법과 원리는?

혼합물의 다양한 분리 방법과 원리, 우리 생활 주변에서 사용되는 예를 알려주세요.
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이 호기심에 2개의 호기심 해결 답변이 있습니다. 호기심 답변하기

RE:혼합물의 다양한 분리 방법과 원리는?

강지*2008-08-08

▶ 용해도 차에 의한 혼합물의 분리 1. 거름 : 체나 헝겊, 거름종이 등을 이용하여 액체에 녹지 않는 고체 물질을 분리하는 방법을 거름 (여과)이라고 한다. (1) 흙탕물의 분리 : 깔때기에 거름종이를 밀착시키고 흙탕물을 부으면 물은 거름종이 밖으 로 빠져 나오고 흙은 거름종이 위에 남게 되므로 흙과 물이 분리된다. (2) 콩 속의 모래의 분리 : 가느다란 철망으로 만든 체로 치면 철망의 크기에 따라 모래는 아 래로, 콩은 철망에 남게 되어 분리된다. (3) 염화나트륨과 모래 혼합물의 분리 : 물을 용매로 사용하여 분리한다. 염화나트륨과 모 래의 혼합물에 물을 넣고 잘 저은 후 거름종이로 거르면 모래는 거름종이 위에 남고, 염 화나트륨은 거른 액으로 분리되는데, 이 거른 액을 증발 접시에 담아 가열하면 물은 증 발되고, 염화나트륨만 남게 된다. (4) 염화나트륨과 나프탈렌의 분리 : 염화나트륨은 물에는 잘 녹으나, 에탄올에는 잘 녹지 않으며, 나프탈렌은 물에는 녹지 않으나 에탄올에는 잘 녹는 성질을 이용하여 적절한 용 매와 거름 장치를 사용하여 염화나트륨과 나프탈렌을 분리할 수 있다. 2. 용해도차에 의한 고체 혼합물의 분리 (1) 분별 결정 : 온도에 따른 용해도차가 큰 고체와 작은 고체의 혼합물을 높은 온도에서 용액으로 만든 후 냉각시켜서 용해도차가 큰 고체의 결정을 석출시켜 분리하는 방법 석출되는 결정의 양 = 처음에 녹인 양 - 냉각된 온도에서 최대로 녹일 수 있는 양 (2) 재결정 : 고체를 고온의 용매에 용해시킨 후 냉각하면 다시 결정이 석출된다. 이와 같은 방법으로 순수한 결정을 얻는 것을 재결정이라고 한다. 재결정은 불순물을 없애 고 순물질을 얻는 정제의 한 방법으로, 결정성 고체를 얻는 데 많이 사용된다. (3) 분리의 예(염화나트륨과 붕산의 분리) : 염화나트륨은 온도에 따른 용해도차가 작지만, 붕산은 용해도차가 크므로 이 특성을 이용하여 분리한다. ① 100℃의 물 100g에 염화나트륨과 붕산 각각 35g씩을 넣고 녹이면 두 물질이 모두 용해된다. ② 위 용액의 온도를 0℃까지 냉각시키면 염화나트륨은 36g 이 녹을 수 있으므로 모두 용해되어 있으나 붕산은 3g 정도 밖에 녹지 못하므로 35g -3g =32g의 붕산이 결정으로 석출된다. ③ 이 혼합물을 거름 장치를 이용하여 거르면 거름종이 위에는 붕산만 남게 되며, 남은 용액을 증발시키고 다시 위의 과정을 되풀이하면 비교적 순수한 붕산 결정을 얻을 수 있다. 3. 용해도차에 의한 기체 혼합물의 분리 (1) 물에 대한 기체의 용해도 ① 물에 잘 녹는 기체 : 암모니아, 염화수소, 이산화황 ② 물에 조금 녹는 기체 : 이산화탄소 등 ③ 물에 잘 녹지 않는 기체 : 질소, 산소, 수소, 공기 등 (2) 분리의 원리 : 두 기체 혼합물을 물에 통과시키면 물에 대한 용해도가 큰 기체는 물에 녹게 되고, 용해도가 작은 기체는 거의 녹지 않으므로 분리할 수 있다. (3) 분리의 예(암모니아와 공기 혼합물의 분리) : 암모니아는 물에 매우 잘 녹는 기체이지 만, 질소와 산소가 주성분인 공기는 물에 거의 녹지 않는다. ① 혼합 기체를 분리 장치 속으로 통과시킨다. ② 물에 씻긴 혼합 기체 가운데 암모니아는 물에 매우 잘 녹으므로 암모니아수가 되어 밑으로 분리되며, 이 암모니아수를 가열하면 암모니아 기체를 얻을 수 있다. ▶ 크로마토그래피를 이용한 혼합물의 분리 1. 분리의 원리 잉크와 같이 몇 가지 종류의 물질이 섞여 있는 혼합물의 용액을 종이나 분필 또는 고체를 통하여 스며들게 하면 혼합물을 이루는 각 성분 물질의 스며들어가는 속도가 달라서 다른 색깔의 띠로 나타나게 된다. 이를 이용하여 혼합물을 분리하는 것을 크로마토그래피라고 한다. 2. 크로마토그래피의 특징 (1) 장점 ① 조작이 간단하고 짧은 시간에 혼합물을 분리할 수 있다. ② 혼합물의 양이 적거나 성분 물질이 많거나 성질이 비슷해도 한꺼번에 분리할 수 있다. ③ 한 성분이 올라간 높이와 용매가 올라간 높이의 비는 그 물질이 가지는 특성으로, 같은 조건에서 분리되는 색이 서로 같고 스며 올라간 거리 비가 같으면 같은 물질이다. (2) 크로마토그래피의 이용 ① 색소의 분리 ② 지시약 혼합물의 분리 ③ 혈액의 성분 검사(도핑 테스트), 나뭇잎 색소의 분리 출처 : 네이버 지식인 원본 본문: 혼합물의 다양한 분리 방법과 원리, 우리 생활 주변에서 사용되는 예를 알려주세요.

RE:혼합물의 다양한 분리 방법과 원리는?

강지*2008-08-08

안녕하세요~ LG 사이언스랜드입니다. ▶ 밀도차에 의한 혼합물의 분리 1. 분리의 원리 : 서로 섞이지 않는 두 액체의 밀도가 다른 경우에는 그 차를 이용하여 액체 혼합물을 분리 할 수 있다. (1) 두 액체 혼합물을 시험관에 넣고 가만히 두면 밀도의 차 때문에 밀도가 큰 액체는 아래층, 밀도가 작은 액체는 위층을 이루게 되어 두 층으로 나누어진다. 액체의 양이 적을 때에는 시험관에 넣어 두 층으로 분리한 후 스포이트 또는 주사기로 액체를 뽑아 내고, 액체의 양이 많을 때에는 분별 깔때기를 사용한다. 2. 분리의 예 (1) 물과 식용유의 혼합물 분리 : 식용유가 섞인 물을 흔들면 서로 섞인 것처럼 보이지만, 가만히 세워 두면 밀도가 작은 식용유가 위에 뜨게 된다. (2) 물과 벤젠의 혼합물 분리 : 물과 벤젠의 혼합물을 분별 깔때기에 넣고 흔든 후 잠시 놓아두면 벤젠은 위쪽, 물은 아래쪽에 모여 두 층으로 나눠진다. ▶ 끓는점차에 의한 혼합물의 분리 1. 끓는점 차에 의한 액체 혼합물의 분리 (1) 증류 : 액체에 다른 물질이 녹아 있는 용액을 가열할 때 그 액체의 끓는점 근처에서 나오 는 기체를 냉각시키면 순수한 액체를 얻을 수 있는데, 이와 같은 방법을 증류라고 한다. 이 방법을 사용하면 고체 성분이 녹아 있는 용액에서 액체 성분을 쉽게 분리할 수 있다. (2) 분별 증류 : 두 가지 이상의 액체가 섞여 있는 액체 혼합물로부터 성분 물질의 끓는점 차 이를 이용해서 증류에 의하여 각 성분으로 분리해 내는 방법을 분별 증류라고 한다. 액체 혼합물을 가열하면 끓는점이 낮은 물질이 먼저 증류되어 나오고 끓는점이 높은 물질은 나중에 증류되므로 분리가 가능하다. (3) 분리의 예 ① 바닷물에서 순수한 물의 분리 : 식수와 생활 용수가 부족한 중동 지방이나 항해중인 대형 선박에서는 바닷물을 가열할 때 나오는 수증기를 냉각시켜 순수한 물을 얻는다. ② 물과 메탄올 혼합물의 분리 : 물의 끓는점은 100℃이고, 메탄올의 끓는점은 64.5℃ 이므로, 가열하여 각각의 끓는점 가까이에서 끓어 나오는 기체를 냉각하여 성분 물 질로 분리할 수 있다. B구간(약 64.5℃ 구간) 에서는 메탄올이 D구간(약 100℃ 구간) 에서는 물이 끓어 나온다. ③ 석유의 분리 : 석유는 끓는점이 서로 다른 여러 가지 액체의 혼합물이므로 분별 증류 하여 분리하여야 한다. ㆍ증류탑에서는 연속적으로 분별 증류가 이루어지는데, 위쪽일수록 끓는점이 낮은 성분 이 분리되어 나오고, 아래쪽에서는 끓는점이 높고 기화되기 어려운 성분이 분리된다. ㆍ증류탑에서 분별 증류되어 나오는 순서는 가솔린, 등유, 경유, 중유 순이며, 분별 증 류하면 더 많은 종류의 순수한 성분으로 분리되어 나온다. 2. 끓는 점 차에 의한 기체 혼합물의 분리 (1) 분리의 원리 : 성분 기체들이 모두 물에 녹지 않는 기체 혼합물을 분리할 때, 끓는점의 차이가 큰 기체 혼합물을 냉각시키면, 끓는점이 높은 쪽의 기체 성분이 먼저 액체가 되 어 분리된다. 또, 끓는점의 차이가 작은 기체 혼합물은 전부 냉각시켜 액체로 만들었다 가 분별증류의 방법으로 분리한다. (2) 분리의 예 ① 프로판과 부탄의 분리 : 프로판의 끓는점은 -43°C, 부탄의 끓는점은 -0.5°C이므로 이들의 혼합물을 -10°C 정도로 냉각시키면 부탄이 먼저 액체로 되어 분리된다. ② 액체 공기의 분리 : 공기는 주로 질소와 산소로 이루어져 있는데, 질소의 끓는점은 -196°C, 산소의 끓는점은 -183°C로 끓는점의 차이가 그다지 크지 않다. 따라서 우선 공기를 냉각하여 액체 공기로 만든 후에 액체 공기의 온도를 서서히 높이면, 끓는점이 낮은 질소가 먼저 증류되어 기체로 분리되고, 다음에 산소가 기체로 증류되어 나온다. 출처 : 네이버 지식인 원본 본문: 혼합물의 다양한 분리 방법과 원리, 우리 생활 주변에서 사용되는 예를 알려주세요.
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