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종환 증
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Essentials of General Chemistry Ebbing, Gammon, Ragsdale Chapter I 화학과측정 1. 화학이란? 2.

박테리아배양액에두개의백금전극을꽂고전류를흘 려주었을때, 한두시간후박테리아의세포분열이진행되지않음 전기화학반응에의해 생성된백금화합물 (cisplatin) 이세포분열을억제함

cis-diamminedichloroplatinum(ii) Cl 2 H 6 N 2 Pt MW: 300.

1 Essentials of General Chemistry Ebbing, Gammon, Ragsdale Chapter I 화학과측정 1. 화학이란? 2. 물리적측정 화학을공부해야하는이유 예문 ) 1964 년 Barnett Rosenberg ( 미시간주립대 ) cisplatin 박테리아의성장에대한전기의영향 : 박테리아배양액에두개의백금전극을꽂고전류를흘 려주었을때, 한두시간후박테리아의세포분열이진행되지않음 전기화학반응에의해 생성된백금화합물 (cisplatin) 이세포분열을억제함 항암제로서의사용가능성 Basic Chemical Information CAS number: Systematic name: MF: cis-diamminedichloroplatinum(ii) Cl 2 H 6 N 2 Pt MW: NSC: Color: Melting Point: Deep yellow (crystalline solid) and Clear (reconstituted solution) 270 (decomposes) 1 화학은실용적으로대단히중요한과학의한분야 신약개발 2 화학을통해물질세계를탐구하는체계적인방법을터득 3 화학은다른여러분야와밀접히연계되어그파급효과가매우크다 1

화학이란? 물체 (matter)? 화학의정의 : 물질의조성과구조및물질의변화를연구하는과학의한분야 1.

πορφύρα, porphyra, Latin: purpura), also known as royal purple,

2 화학이란? 물체 (matter)? 화학의정의 : 물질의조성과구조및물질의변화를연구하는과학의한분야 1.1 현대화학 18 세기후반에밝혀진과학적원리에바탕 ( 물질의양에근거 ) 원자 (atom), 분자 (molecule), 합성 (synthesis) 1. Tyrian Purple 의합성 (from aniline) 희귀천연물의합성 Tyrian purple (Greek: πορφύρα, porphyra, Latin: purpura), also known as royal purple, imperial purple or imperial dye, is a purple-red dye which was first produced by the ancient Phoenicians in the city of Tyre. 2

Shades of Tyrian purple colour comparison chart Bright Tyrian Purple (Bright

Purple (Medium Imperial Purple) (Tyrian Red) (Hex: #990024) (RGB: 153, 0, 36)

Justinian clad in Tyrian purple, 6th-century mosaic at Basilica of San Vitale,

3 Shades of Tyrian purple colour comparison chart Bright Tyrian Purple (Bright Imperial Purple) (Tyrian Pink) (Hex: #B80049) (RGB: 184, 0, 73) Medium Tyrian Purple (Medium Imperial Purple) (Tyrian Red) (Hex: #990024) (RGB: 153, 0, 36) Tyrian Purple (Imperial Purple) (Hex: #66023C) (RGB: 102, 2, 60) Byzantine Emperor Justinian clad in Tyrian purple, 6th-century mosaic at Basilica of San Vitale, Ravenna, Italy. The key intermediate in the synthesis of 6,6'-dibromoindigo is 4-bromo-2-nitrotoluene 3

4 2. 액정표시판 (liquid-crystal display) 특이한성질의신물질합성 3. 광섬유전화선 (optical fiber) 알려진물질의새로운특성탐구 4

5 4. DNA (deoxyribonucleic acid) 생명체에대한이해 ( 유전정보의전달 ) 5

6 현대화학의기초 원자론 (John Dalton) 대기에대한연구 : 대기의기본적인구조에관한의문 1.2 실험과해석 과학적논의와물질을기술하기위한기초언어 실험 (experiment): 동일한결과를재현할수있고논리적결론을얻을수있도록잘조절된 조건에서자연현상을관찰하는것 변수 (variable) 법칙 (law): 자연의기본적인관계나규칙성에대한간결한서술이나수학방정식 ( 규칙성이나 관계가어떤다른기본원리에의해설명할수없는근본적인것 ) 질량보존법칙 가설 (hypothesis): 자연의어떠한규칙성에대한잠정적인해석 검증의과정을거침 이론 이론 (theory): 자연현상에관한검증을거친해석 기체분자론 검증을거친이론의경우도새로운실험을통해그한계를밝힐수있음 물체운동물리학 (Isaac Newton) 의예외 1 빛의속도에근접하게움직이는물체의경우 상대성이론 2 매우작은물체의경우 양자역학 과학적방법 : 관찰을하고법칙, 가설또는이론을만들며더욱더많은실험을수행하면서과 학지식을발전시키는일반적인과정 Page 4 그림 1.7 의설명 6

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73g 질량 (m) 과무게 (W) 의차이 무게 (W): 물체에미치는중력의힘 물체의질량을물체의질량중심과지구의질량중심사이 의거리의제곱으로나눈값에비례 ( m/r 2 ) 1.

8 1.3 질량보존의법칙 현대화학의시작 18 세기말저울의사용 물체 (matter): 공간을차지하며우리감각에의해감지되는모든것 질량보존의법칙 (law of conservation of mass) Lavoisier ( 연소현상 ) 화학적변화 ( 화학반응 ) 에서반응전후의전체질량은변하지않는다 예 ) 수은 + 산소 산화 (II) 수은 2.53g 0.20g 2.73g 질량 (m) 과무게 (W) 의차이 무게 (W): 물체에미치는중력의힘 물체의질량을물체의질량중심과지구의질량중심사이 의거리의제곱으로나눈값에비례 ( m/r 2 ) 1.4 물체 : 물리적상태와화학적구성 물체를분류하는방법 1 물리적상태 고체, 액체, 기체 온도, 압력의조건에따라물체는물리적으로달라짐 ( 형태, 부피 ) 고체 경직성 vs 유동성 ( 액체, 기체 ) 유체 (fluid) 기체 압축성 ( 팽창성 ) vs 액체 8

9 2 화학적구성 원소, 화합물, 혼합물 물리적변화 : 화학적본질은변하지않으면서물체의형태가변하는것 예 ) 물리적상태의변화 용해의과정 : NaCl(s) + H 2 O NaCl(l) 화학적변화 ( 화학반응 ): 하나이상의물체가하나이상의다른물체로변화하는것 화학적으 로결합하여물리적방법으로분리할수없게됨 예 ) 철이녹스는것 물리적성질 : 화학적본질을변화시키지않고관찰할수있는물질의성질 물리적상태, 녹 는점, 색깔 화학적성질 : 화학적변화에수반되는물질의특성 철은산소와반응하여녹을냄 순물질 (substance): 물리적방법에의하여다른물체로분리되지않는물질 예 ) NaCl (mp 801 ºC) ( 얻는방법에상관없이 ) 물질만의독특한물리적성질을갖는다. 원소 (element): 어떠한화학반응에의해서도더간단한순물질로분해될수없는순물질 9

10 현재 114 개의원소가밝혀짐 화합물 (compound): 2 개이상의원소들이화학적으로결합하여이루어진순물질 일정성분비의법칙 (law of definite proportions) Joseph Louis Proust 순수한화합물의경우, 그화합물이어떤경로로얻었는가에관계없이, 구성원소들의질량비율 이항상일정하다 law of constant composition 예 ) NaCl g 에는 g 의 Na 와, g 의 Cl 이화학적으로결합되어있음. 혼합물 (mixture): 물리적방법에의해두개이상의순물질로분리될수있는물질 구성하는 순물질의조성 (composition) 이다양하게나타남 불균일혼합물 물리적으로구별되는 ( 서로다른성질을가지는 ) 부분들로이루어진혼합물 균일혼합물 ( 용액 ) 혼합물전체에걸쳐여러성질이균일한혼합물 크로마토그라피 (chromatography) 혼합물을분리하는장치 어떤순물질이기체나액체의흐름속 ( 유동상 ) 에서, 그물질을흡착할능력이있는정지상 ( 고정 상 ) 을통과하여얼마나빨리이동하는가하는것을이용한것 10

11 물리적측정 물질의성질을알기위해물리적측정을수행 1.5 측정과유효숫자 측정 : ( 측정하고자하는 ) 어떤물리량을 ( 측정의 ) 기본단위와비교하는과정 정밀도 (precision): 어떤물리량을여러번측정하여얻은측정값들간의유사한정도 정확도 (accuracy): 어떤한개의측정값이참값에근접한정도 유효숫자 (significant figures): 측정치 ( 또는측정치들의계산결과 ) 에서확실한자리수전부와 그다음에있는조금불확실한자리수하나를포함한자리수를의미한다. 측정치의정밀도 를표시. 11

12 유효숫자의개수 : 측정치나계산치의자리수의개수를의미하며보고된값의정밀도를나타낸 다. 규칙 1. 수의앞부분에있는 0 을제외한나머지숫자는유효숫자임 2. 소수점다음에있는 0 들은유효숫자임 3. 소수점이없이주어진수에서끝자리 0 들은유효숫자일수도있고아닐수도있음. 과학수표기법 : 주어진수를 A x 10 n 의형태로표기하는방법 ( 유효숫자를나타내어표기 ) A 는 0 이아닌숫자가소수점왼쪽에한개만있는수, n 은정수 유효숫자의처리 1. 곱셈과나눗셈 : 측정치들중유효숫자의개수가가장적은측정치의유효숫자의개수와 같도록 2. 덧셈과뺄셈 : 소수점아래의유효숫자의개수가측정치들중가장적은경우와같게되 도록 예 ) x / = = 정확수 (exact number): 개수를세거나또는단위를정의할때사용되는수 유효숫자의관 12

13 례가정확수에는적용되지않음 유효숫자의개수는불확실성을가지는숫자의유효숫자개수에의해서만좌우됨. 3.0 그램 x 9 개 = 27 그램 반올림 : 계산결과중유효숫자가아닌숫자들을버려서올바른유효숫자를맞추는과정 예제 1.2 a x 5.8 / = b = c = 0.37 d x ( ) = x 0.37 = = SI 단위 1791 년프랑스과학원학술위원회에서미터법고안 SI 기본단위와 SI 접두사 1960 년도량형학술회의에서국제단위체계 SI unit 채택 7 개의기본 SI unit 길이 meter (m); 질량 kilogram (kg); 시간 second (s); 온도 kelvin (K); 물질의양 mole (mol); 전 류 ampere (A); 광도 candela (cd) 10 의지수에해당되는접두사 13

10 6 mega (M); 10 3 kilo (K); 10 2 hecto (h); 10 deca (da); 10-1 deci (d); 10-2 centi (c); 10-3 milli (m); 10-6 micro (μ); 10-9 nano (n); 10-12 pico (p) MKS 단위 길이, 질량, 시간 온도 ~ 열량 섭씨온도 : 1

14 10 6 mega (M); 10 3 kilo (K); 10 2 hecto (h); 10 deca (da); 10-1 deci (d); 10-2 centi (c); 10-3 milli (m); 10-6 micro (μ); 10-9 nano (n); pico (p) MKS 단위 길이, 질량, 시간 온도 ~ 열량 섭씨온도 : 1 기압에서물의어는점을 0 로물의끓는점을 100 로결정 절대온도 : 이론적으로얻을수있는가장낮은온도 0 K T k = (t c x 1K/1 ) K 화씨온도 : 0 를 32( 정확수 ) 로 100 를 212( 정확수 ) 로결정 t F = (t c x 9 /5 ) + 32 or t C = 5 /9 x (t F - 32 ) 14

15 1.7 유도단위 면적 m 2 ; 부피 m 3 ; 밀도 kg/m 3 ; 속도 m/s; 가속도 m/s 2 ; 힘 kgm/s 2 (N); 압력 kg/(ms 2 ) (Pa); 에 너지 kgm 2 /s 2 (J) 부피 1 dm 3 = (10 cm) 3 = 1000 cm 3 = 1 L = 1000 ml = 1000 cc 밀도 단위부피당질량 d = m / V 물질의중요한특성 물 g/cm 4 ; g/cm 20 물질의확인과순물질여부판단 ; 질량과부피의변환인자 1.8 단위와차원분석법 차원분석법 (dimensional analysis): 숫자와단위를함께계산하는계산법 단위가자동적으로얻어지며, 계산과정의실수여부확인 예 ) 한변의길이가 5.00 cm 인정육면체의부피를 L 로나타내면? V = (5.00 cm) 3 = 125 cm 3 x 1L / (10 3 cm 3 ) = 125 x 10-3 L = L 1L / (10 3 cm 3 ) 변환인자 (conversion factor) 정확수 예제

16 6.51 마일은몇센티미터인가? 1 mi = 5280 ft. 1 ft = 12 in, 1 in = 2.54 cm 6.51 mi x (5280 ft/1 mi) x (12 in/1 ft) x (2.54 cm/1 in) = 1.05 x 10 6 cm 16

슬라이드 1

슬라이드 1 1. 서론 수리학의정의 수리학 (hydraulics) 또는수리공학 (hydraulic engineering) 은유체 (liquid) 특히물의역학을다루는분야로물의기본성질및물과물체간에작용하는힘뿐만아니라물과관련된구조물이나시스템의계획및설계를연구하는응용과학의한분야이다. 1 장강의내용 - 유체의정의 - 물의상태변화 - 차원및단위 - 점성 - 밀도, 단위중량및비중 - 표면장력및모세관현상