용해도차이를 이용한 분리(분별결정)

중학교 2학년 과학 요약정리입니다.
물질의 특성중에서 용해도차이를 이용한 분리(분별결정)에 관련된 내용입니다.

1. 거름

1. 녹고 안 녹고 (거름)

용해도 차이를 이용한 분리방법중 가장 대표적인것은요
두개의 물질중에서 하나는 녹고 또 하나는 안녹는걸 분리하는 겁니다.
이게 용해도차이인지 모를뿐..
어떻게 보면... 별거 아닌 가장 대표적인 용해도차이의 분리방법입니다.

     

예를들면
모래와 설탕이 섞여있는 것을 분리하고 싶다면요
그냥 물에 녹이면 설탕은 녹고 모래는 안녹아요
어때요 분리 끝이죠..
이후 거름종이를 이용하여 거르면 되는데요.
이처럼 이런 방법을 거름이라고 합니다.

     

거름종이 사용방법은 너무나들 잘 알고 있지만 그래도 복습으로

(1) 깔대기의 긴쪽이 비커벽에 닿게 한다.
(2) 유리막대를 대고 혼합물을 부어야 해요
(3) 유리막대는 거름종이가 삼중으로 접힌곳으로 둡니다.

2. 추출

거름과 추출은 약간 다른데요

거름은 두개의 물질중에서 하나는 녹고 하나는 녹지 않을때 쓰는 방식이면
추출은 하나의 물질중에서 성분물질 중 일부분만 녹이는 방법입니다.

가장 대표적인게 녹차티백이라고 생각하심 되요
녹차티백을 넣는다고 녹차가 녹는게 아니죠
다만 녹차안에 있는 성분중의 일부분이 녹는 거랍입니다.
이런것을 추출이라고 하는 거에요

3. 분별결정

가장 중요한것은 아무래도 분별결정입니다.
시험문제도 여기서 집중된다고 보면 되는데요
분별결정시 가장 중요한 것은 분별하려는 물질중

하나는 용해도차이가 크고
다른 하나는 용해도차이가 적어야 합니다.

그래서 시험문제에도 굉장히 많이 나오는 물질도
질산칼륨과 염화나트륨이에요
먼저 그래프를 볼께요

     

그래프가 조금 잘 보이지 않으니.
수치값을 미리 몇개를 파악해 볼께요
질산칼륨
(1) 60도 : 110
(2) 10도 : 20

염화나트륨
(1) 60도 : 38
(2) 10도 : 35

이를 파악하고 문제를 풀어볼께요

(1) 질산칼륨 100g과 염화나트륨 30g의 혼합물이 있습니다. 분리하는 방법을 설명해보세요
-> 별거 아니구요... 자~~~ 다음 과정으로 해볼께요
먼저 60도의 물 100g을 준비합니다.
그리고 혼합물을 넣습니다.~~
이때... 가장 중요한건 이거에요..
만약 100g의 물에 소금을 포화시키면 다른건 녹을까요? 안녹을까요?
이때 답은요 녹는다!! 입니다.
한 물질의 용해도는 다른 물질의 용해도에 영향을 미치지 않아요~
그럼.. 다시

60도의 물 100g에 혼합물 즉 질산칼륨 100g과 염화나트륨 30g을 넣으면요...
용해도를 보았을때.. 충분히 다 녹을 겁니다.
그리고 온도를 낮추어요
그러다가 온도가 10도가 되면....
10도에서 질산칼륨은 20g만 녹지만 염화나트륨은 여전히 35g까지 녹을수 있으므로
염화나트륨을 석출되지 않고
질산칼륨만 80g이 석출될겁니다.

이것을 분별결정... 골라서 결정을 만든다는 겁니다.
그럼 분별결정의 가장 큰 문제점은요.
바로 100% 분리는 어렵다라는 것이겠지요

(2) 질산칼륨 20g과 염화나트륨 50g의 혼합물이 있습니다. 이를 분리하는 방법을 설명해보세요
-> 이것은 더 쉬워요
10도의 물 100g에 혼합물을 넣으면...
질산칼륨은 모두 녹지만
염화나트륨은 35g만 녹고 15g은 안녹고 남아요.
이건 분별결정은 아니구요. 그냥 용해도차이로 그냥 남은 겁니다.~~
이렇게도 일단은 분리는 가능해요

4. 예상문제

(1) 단순한 거름도 일종의 용해도차이를 이용한 방법이라는거... 기억해야겠지요

(2) 두개의 물질을 녹인후 온도를 낮추었을때 석출되는 물질의 종류와 양을 묻는건 문제집에서는 시험에서든 정말 자주 출제되는 영역이랍니다.