극성분자와 비극성분자의 성질

1. 실험 목표:

- 극성분자와 비극성분자의 성질을 관찰한다.

- 크레용의 성질을 이용하여, 공유 결합성 물질의 극성을 이해한다.

2. 이론적 배경:

- 비극성 분자: 분자에서의 결합 쌍극자의 합 (알짜 쌍극자)을 분자 쌍극자라고 한다. 분자의 구조로부터 만약 같은 크기의 쌍극자가 상쇄된다면 분자 쌍극자는 생기지 않는다. 따라서 그 분자는 비극성이 된다.   (ex: 이산화탄소에서 결합 쌍극자는 크기가 같고 방향은 반대

분자의 기하구조와 상관없이 분자가 전적으로 비극성                 결합으로 구성되어 있다면 그 분자는 비극성이다. C-H               결합은 본질적으로 비극성이므로 탄소와 수소로몬 구성된              분자 (탄화수소)는 반드시 비극성이다.)

- 극성 분자: 쌍극자 힘이 서로 상쇄되지 못하면 극성 분자가 된다.

극성 분자가 되는 두 가지 이유: 1. 분자가 대칭인 구조를 갖지만 모든 말단에 위치한 원자가 서로 다르기 때문. 2. 분자의 기하구조가 V자 형 구조나 삼각뿔 구조를 가지기 때문.

3. 준비물: 500mL 삼각 플라스크, 고무마개, 물, 두꺼운 종이, 펀치

메틸렌 클로라이드(CH2Cl2) , 크레용

4. 실험 과정:

1) 물과 메틸렌 클로라이드를 500mL 삼각 플라스크에 각각 150mL      씩 함께 넣는다.

2) 크레용이 칠해진 종이 20개를 넣는다.

3) 잘라진 종이 원반들을 물과 메틸렌 클로라이드가 들어 있는 삼각      플라스크에 넣고 고무마개로 막은 뒤, 두세 번 흔들어 준다.

4) 크레용이 칠해진 부분이 메틸렌 클로라이드 쪽으로 향한 것의         확률을 구한다.

5) 위의 실험 과정을 3회 정도 반복한다.

5. 가설: - 종이에 크레용이 칠해지면 그 부분은 셀룰로오스가 이뤄진             부분을 덮어 버리기 때문에 그 부분은 비극성을 띠게                 된다. (원래 셀룰로오스는 극성을 띤다.) 그러므로                    비극성은 비극성끼리 친하기 때문에 크레용으로 칠한                 부분이 모두 메틸렌 클로라이드로 향하게 될 것이다.

- 메틸렌 클로라이드의 분자 구조를 보면 훨씬 물보다                  메틸렌 클로라이드보다 무겁고 서로 다른 성질 (극성,                 비극성)을 띠기 때문에 층으로 갈려 밑에는 메틸렌                   클로라이드가 위에는 물이 존재 하게 될 것이다.

	1회	2회	3회	총합
크레용 칠한 부분이 메틸렌 클로라이드층으로 향한 종이의 개수	18개	19개	20개	57개
크레용 칠한 부분이 물 층으로 향한 종이 개수	2개	1개	0개	3개
전체 종이 개수	20개	20개	20개	60개
크레용 칠한 부분이 메틸렌 클로라이드층으로 향한 확률 (%)	90%	95%	100%

6. 실험 결과

7. 결론

- 첫 번째 가설대로 종이에 크레용으로 칠한 부분이 메틸렌             클로라이드 쪽으로 향한 확률은 거의 100 % 에 달했다.

- 가설대로 메틸렌 클로라이드가 아래층에 물이 위층으로 되어 두       개의 층으로 갈리게 되었는데 종이들은 그 층의 중간에 위치하게      되었다. (위에서 잡아당기는 힘과 밑에서 잡아당기는 힘으로 인해)

- 실험 과정을 반복 하면 반복 할수록 더 정확한 데이터를 얻을 수      있다.

8. 때나 기름이 섬유로부터 분리 되는 원리

(비누 분자: 극성을 띠는 부분과 무극성을 띠는 부분으로 나뉘어져 있음. ) 비누 분자에서 무극성을 띄는 부분이 때나 기름 층을 향해 둘러 싸고, 극성 부분이 물층 쪽으로 향하게 되어 때나 기름 등을 섬유로부터 분리한다.