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실습일지

[자연과학] [화학실험 보고서] 나일론의 합성

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작성일18-05-06 10:35

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실험원리
고분자화합물 - 분자량이 10.000 이상인 탄소화합물로 기체 상태로 존재하기 어려우며 화학물질에 대하여 반응성이 없어 안정하다. (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 축합중합…(省略) 을 일으키는 중합법이다.
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. 대부분의 나일론들은 디아민과 다카복실산의 축합반응에 의하여 합성된다 카복실산과 아민화합물로부터 나일론을 합성해본다.

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. 그렇기 때문에 염산을 중화시키기 위해 수산화나트륨을 첨가한다. 이번실험에서도 알 수 있듯이 나일론 6,10의 6은 헥사메틸렌 디아민의 탄소수인 6이고,



실험결과/화학
[자연과학] [화학실험 보고서] 나일론의 합성

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[화학실험 보고서] 나일론의 합성

실험목적
나일론은 직물용의 섬유로서 널리 사용된 첫 번째 합성 고분자이다. 염산은 나일론의 합성을 방해하는 물질이다.
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. 그리고 아민의 친핵 반응성을 증가시켜 반응을 촉진시키는 촉매의 역할도 한다.

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