안녕하세요. 공대생P입니다. 화공기사 실기 시험 중 작업형은 단증류 실험으로 알려져 있습니다. 수험생들은 실험을 직접 해볼 기회가 없기 때문에 사용하는 실험기구들을 시험장에서 바로 사용하기에 어려움이 많습니다. 이번 글에서는 기구들에 대해 설명하겠습니다.
1. 실험기구 리스트 정리
화공기사 단증류 실험은 에탄올과 물이 섞여있는 에탄올 수용액을 증류하여 순수 에탄올만 얻어내는 실험입니다. 다음 표에 사용되는 실험기구 및 소모품 리스트를 표에 정리하여 나타내었습니다.
단증류 실험은 위 사진과 같이 여러 시험 기구들을 사용하여 구성되야 합니다. 실험원리는 다음과 같습니다. 에탄올 수용액 혼합물을 둥근플라스크에 보관하여 열(70~80도)을 가하여 기화시킵니다. 물보다 상대적으로 끓는점이 낮은 에탄올이 기화하여 낮은 온도의 환류냉각기를 거치게되면 다시 액화되어 순수한 에탄올이 얻어지는 실험입니다.
| 순번 | 기구 | 순번 | 기구 | 순번 | 기구 |
| 1 | 비커 | 6 | 어댑터(3구방향) | 11 | 비등석 |
| 2 | 비중병 | 7 | 어댑터 | 12 | 파라필름 |
| 3 | 둥근플라스크 | 8 | 환류냉각기 | 13 | 테프론테이프 |
| 4 | 삼각플라스크 | 9 | 온도계 | 14 | 히팅맨틀 |
| 5 | 부피플라스크/ 용량플라스크 |
10 | 스탠드 | 15 | 클램프 |
2. 1번~5번 (비커, 비중병, 둥근플라스크, 삼각플라스크, 부피플라스크)
비커 : 비커는 액체시약이나 고체시약을 담는데 주로 사용됩니다. 비커 눈금에는 부피가 기재되어있지만, 참고용일뿐 정확하지 않으니 주의하여야합니다. 시험응시경우 시약을 보관하는 용도로 사용하는 것이 좋습니다.
비중병 : 비중병은 말 그대로 시료의 비중 즉 밀도를 측정하는데 사용되는 초자입니다. 밀도는 (질량/부피)로 계산되는데 시료의 질량을 저울로 측정하여 비중병의 부피로 나누어 밀도를 측정할 수 있습니다. 시험에서는 에탄올수용액의 밀도를 측정하는데 사용됩니다.
둥근플라스크 : 화공기사 시험에서 둥근 플라스크는 에탄올수용액 혼합물을 보관하는데 사용됩니다.
삼각플라스크 : 삼각플라스크는 순수 냉각된 에탄올을 회수하는 용기로 사용됩니다.
부피플라스크 : 용액의 부피를 정확히 측정하기 위해 사용되는 플라스크 입니다.
3. 6번~10번 (어댑터, 환류냉각기, 온도계, 스탠드)
어댑터(3구) : 둥근플라스크와 환류냉각기를 연결하는데 사용됩니다. 주의해야할 점은 초자끼리 연결시 누출부분을 막기위해 테프론테이프를 이용하여 단단히 밀봉시켜 누출을 억제해야 합니다.
어댑터 : 환류냉각기의 하단부분을 연결시키는 어댑터입니다. 해당 어댑터는 순수 에탄올을 회수하는 삼각플라스크와 연결됩니다.
환류냉각기 : 기화된 에탄올을 냉각시키는데 사용됩니다.
온도계 : 실험과정 중 맨틀을 사용할 경우 셋팅 온도와 다르게 온도가 증가하는 문제가 있습니다. 시료의 정확한 온도를 측정하기 위해 온도계를 사용하여 체크합니다.
스탠드 : 클램프와 같이 사용하여 초자들을 고정시키는데 사용됩니다.
4. 11번~15번 (클램프, 파라필름, 테프론테이프, 히팅맨틀, 비등석)
파라필름 : 시료를 보관할 때 증발하는 것을 억제하기위해 파라필름을 사용합니다. 파라필름을 사용하여 시료손실을 막을 수 있습니다.
테프론테이프 : 환류냉각기, 둥근플라스크 등 어댑터를 사용하여 연결되는 초자들은 약간의 틈이 있으면 기화하면서 손실하는 문제가 있습니다. 이를 해결하고자 접촉 부위사이를 테프론테이프를 사용하여 누출을 막고 있습니다.
히팅맨틀 : 시료를 가열하는데 사용됩니다. 시험장마다 다르지만, 특정온도로 설정하는 맨틀이 있고 다이얼로 설정하여 가열하는 맨틀이 있기 때문에 정확한 온도파악을 위해 온도계를 같이 사용해야 합니다.
비등석 : 끓임쪽이라고도 부르며 시료의 온도가 급격히 상승하면 갑자기 끓어버리는 문제가 있습니다. 이러한 문제를 방지하고자 사용되는 물질입니다. 구형의 돌형태로 되어 있으며 보통 시료에 5~6알 정도를 사용합니다.
화공기사 단증류실험에 사용되는 실험기구들에 대하여 알아보았습니다. 위 실험기구에 대한 개념을 숙지한 다음에 유튜브에 올려져 있는 단증류영상과 같이 참고하면 실험을 대비하는데 큰 어려움이 없을 것입니다. 열심히 공부하셔서 좋은 결과 있으시길 바랍니다.
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