이 튜토리얼은 화학에서 두 가지 기본적인 분리 및 정제 기법인 침전과 여과를 학생들에게 가르치기 위해 설계되었습니다. 실습을 통해 학생들은 불균일 혼합물에서 고체와 액체를 분리하는 방법을 배우고, 실제 기술을 습득하며 용해도와 물리적 특성의 기본 원리를 이해하게 될 것입니다.
교육 목표
이 실험의 목적은 화학의 두 가지 기본적인 분리 및 정제 기술인 침강 분리와 여과를 실습하는 것입니다.
1부: 따르기
- 침전은 밀도의 차이를 이용하여, 고체(이 경우 수산화 코발트(II))와 액체(물)로 이루어진 불균일 혼합물에서 상을 분리하는 것을 목표로 합니다. 첫 번째 비커 바닥에 침전된 고체를 남겨두고, 윗부분의 수성 상을 다른 용기로 조심스럽게 부어 더 맑은 액체를 얻는 것이 목적입니다. 이 단계는 더 정교한 정제를 위해 고체와 액체의 거친 분리를 가능하게 합니다.
2부: 여과
- 여과는 두 번째 비커에서 액체와 함께 옮겨진 잔류 고체 입자를 제거하여, 침강으로 시작된 분리를 완료하는 데 사용됩니다.
- 이 과정은 깔때기에 놓인 거름종이를 이용하여 혼합물에서 고체(잔류물)와 액체(여과액)를 분리합니다.
- 여과된 액체인 여과액은 초기 혼합물보다 더 순수해야 하며, 고체 입자로 구성된 잔류물은 여과기에 남아 있어야 합니다. 이 실험은 감별과 여과를 결합하여 불균일한 혼합물의 성분을 효과적으로 분리하는 방법, 용해도 원리와 상 분리를 가능하게 하는 물리적 특성을 이해하고, 참가자들이 혼합물 분리를 위한 표준 실험 장비 사용에 익숙해지도록 하는 것을 목표로 합니다.
프로토콜
본 실험의 목적은 수산화코발트(II)와 물의 혼합물에서 각 성분을 분리하는 것이다.
제1부: 따르기
이 방법을 통해 코발트(II) 수산화물(Co(OH)2물에 녹지 않습니다.
- 수산화 코발트(II) 침전물이 있는 수용액이 5분 이상 정치되어 있습니다 (비커 Co(OH)2).
- 혼합물의 액체 부분(물)을 두 번째 비커(비커 2)에 조심스럽게 붓습니다.
비커 2에 고체 입자가 들어가지 않도록 비커를 너무 많이 기울이지 마십시오.
- 비커를 남겨두세요 Co(OH)2 코발트 수산화물을 받침대 위에서 말립니다. 남은 물은 증발할 수 있습니다.
이것이 첫 번째 분리 방법인 침강입니다.
파트 2: 여과
- 비커에 Co(OH) 채우기2 증류수를 사용하여 수산화코발트(II) 침전물을 100mL까지 포함하는.
- 깔때기를 250mL 삼각 플라스크 상단에 부착하십시오.
- 필터를 깔때기에 넣으세요.
- 비커에 담긴 혼합액을 천천히 붓습니다 Co(OH)2 필터의 두꺼운 부분으로.
- 혼합물을 여과기를 통과시키시오.
- 얻어진 액체를 여과액이라고 합니다
- 필터에 남아있는 고체 부분은 잔여물입니다
- 이것은 두 번째 분리 방법(여과)입니다
예상 결과
이 실험의 목적은 수산화코발트(II)와 물의 혼합물 조성을 분리하는 것입니다. 이 과정은 혼합물에서 고체와 액체 상을 분리하는 데 중요한 두 가지 주요 분리 기술인 따르기(decantation)와 여과(filtration)를 포함합니다.
1부: 따르기
침전은 수산화 코발트(II)가 물에 녹지 않는다는 점을 이용합니다. 혼합물이 가라앉도록 둔 후에, 상등액인 물을 다른 비커로 조심스럽게 따라내면 고체 수산화 코발트(II)가 남게 됩니다. 이 단계는 고체와 액체 사이의 밀도 차이를 이용하여 분리를 달성하기 때문에 중요합니다. 일부 고체 입자가 두 번째 비커로 옮겨갈 수 있으며, 이로 인해 다음 단계인 여과가 필요합니다.
2부: 여과
여과 과정은 따르기를 통해 의도치 않게 물과 함께 옮겨진 남아있는 고체 입자를 제거하기 위해 사용됩니다. 혼합물을 필터를 통해 붓는데, 필터는 고체 입자를 붙잡고 액체만 통과시킵니다. 이 단계에서 수집된 액체는 여과액이라고 하고, 필터에 남아있는 고체는 잔류물이라고 합니다.
침전 과정 동안, 주요 결과는 수산화 코발트(II)와 물의 부분적인 분리입니다. 이 단계는 물리적 속성(용해도 및 밀도)을 이용한 분리의 원리를 보여주기 때문에 중요합니다.
여과 과정에서 예상되는 결과는 고체 수산화 코발트(II)와 물을 완전히 분리하는 것입니다. 이 단계는 거르기 과정에서 빠져나간 고체 입자를 포착하여, 입자 크기에 따른 고체와 액체의 분리에서 여과의 효과를 보여줍니다. 이러한 과정의 중요성은 화학, 환경 과학, 공학 등 다양한 과학 분야에서 광범위하게 적용된다는 데 있습니다. 이러한 기본적인 분리 기술을 이해하는 것은 많은 실험실 및 산업 공정에서 화학 물질 정제에서 폐수 처리까지 필수적이므로 학생들에게 매우 중요합니다. 이 실험은 수산화 코발트(II)와 물의 특정 특성을 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 상 분리의 개념과 실생활 시나리오에서 침전 및 여과의 실제 적용을 강화합니다.
학년별 과제 요약
3-5학년 (8-10세)
- 집중분리 기술과 간단한 관찰에 대한 기본 소개.
- 활동디캔테이션과 단순 여과 관찰, 기본 안전 수칙.
6-8학년 (11-13세)
- 집중분리 기술에 대한 중간 수준의 이해 및 적용.
- 활동: 디캔테이션과 여과 수행, 화학적 순도 이해, 상세 안전 수칙.
실험실 필수품
악기
- 비커 (100ml)
- Erlenmeyer (250ml)
- 깔때기
- 깔때기 필터
제품
- 수산화 코발트(II)