명반의 합성
1. 실험목적 (Purpose)
Al, Fe, Cr등 3가 금속의 황산염과 K, Na, 등 1가 금속의 황산염을 혼합시켜 명반을 합성하고 그들의 과포화 용액으로부터 결정을 석출, 성장시켜 그 결정구조를 관찰한다.
2. 이 론 (Theory)
명반(明礬, alum)이란 일반적으로 3가 금속의 황산염과 1가 금속의 황산염으로 된 복염의 총칭이며 M3+2(SO4)3-R+2SO4.24H2O의 일반식을 갖는다. 그 결정구조는 모두 8면체 동형이다.
그리고, 이들 금속들로는
: 3가 금속인 Al, Fe, Cr, Mn 등
: 1가 금속인 Na, K, 등이다.
그중 가장 흔한 명반속에 함유한 것은
칼륨 명반: Al과 K으로 된 것
크롬 명반: Cr과 K으로 된 것
철 명반: Fe과 로 된 것 등이다.
명반을 합성하려면 이들 3가 금속과 1가 금속의 황산염들의 온액을 혼합하면 된다. 그리고 복염은 일반적으로 각 성분의 단염보다 난용성이므로 이들 혼합용액을 방냉하면 명반의 결정이 석출한다.
일반적으로 용액으로부터 결정의 석출, 성장에는 과포화상태를 이용하는 방법, 냉법, 증발 및 광산란법 등의 물리적 방법과 결정화제 또는 황화제 등을 첨가하는 방법인 화학적 방법 들 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 그리고 그 결정을 성장시켜 큰 단결정을 얻으려면 일반적으로 물리적 조건들을 조절하여 목적을 이룰 수 있으며 그 자체가 결정화상이 없는 경우에는 용출물 또는 용액에다 외부에서의 첨가물 및 결정종을 투입하여 주면 결정화가 촉진된다.
또한 용액으로부터의 결정화의 경우에는 외부 첨가이온의 미량이 효과적이다.
일반적으로 큰 결정을 얻으려면 그들 혼합용액을 냉각함에 있어서 다음 몇가지 사항을 주의해야 한다.
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2013.04.03
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