[ 실험 ] 재결정

◆ 목표 : 산-염기 성질을 이용해서 용해도가 비슷한 두 물질을 분리하고 정제한다.

◆ 핵심개념 : 온도에 따른 용해도 변화, 유기산과 그 염의 용해도

◆ 관련개념 : 분리(separation)

1. 서론 : 재결정은 온도에 따라 용해도가 다른 점을 이용하는 방법이다, 대부분의 경우에 화합물이 용매에 녹는 용해 과정은 흡열 과정이기 때문에 온도가 높아질수록 용해도가 커지지만, 반대의 경향을 보이는 경우도 있다. 예를 들어 아세트산나트륨을 물에 녹이는 경우에는 열이 발생하는 발열과정이기 때문에 아세트산나트륨의 용해도는 온도가 낮을수록 작아진다.
주어진 온도에서 어떤 물질이 용매에 더 이상 녹지 않을 때까지 녹인 용액을 포화용액이라고 하고, 용매 100g에 녹을 수 있는 용질의 양을 용해도라고 한다. 주어진 용질이 어떤 용매애 잘 녹는가를 결정할 수 있는 일반적인 법칙은 없다. 그러나 흔히 극성용질은 극성 용매애 잘 녹고 비극성 용질은 비극성 용매에 잘 녹는다고 알려져 있다.
혼합물을 뜨거운 용매에 녹인 후에 다시 식히면 대부분의 경우 용해도가 줄어들어 용해도 이상으로 녹아있던 용질은 침전물로 떨어지게 된다. 만일 불순물의 양이 적고, 우리가 관심을 가지고 있는 물질이 충분히 포함되어 있는 경우 용해도에 의해 침전물은 불순물이 포함되지 않는 순수한 물질이 된다.

1. 아세트아닐리드[ acetanilide ] : 아세트산과 아닐린의 아미드로, 아닐린과 아세트산무수물을 반응시켜 제조한다.

  ① 명칭 : 아세트아닐린·안티페브린이라고도 한다.
  ② 화학식 : C8H9NO
  ③ 결정모양 : 무색의 판 모양 결정
  ④ 성질
    ㉠ 찬물에는 조금 녹지만, 메탄올·에탄올·클로로폼 등의 유기용매에
        는 잘 녹는다.
    ㉡ 강한 산을 작용시키면 불안정한 염을 생성하고, 금속나트륨을 작용
       시키면 나트륨유도체를 생성한다.
    ㉢ 아닐린과 아세트산무수물을 반응시키면 쉽게 제조할 수 있다.
    ㉣ 유기화합물의 합성원료로서 중요하다. 또 해열·진통작용을 가지고
      있어 의약품으로 사용되었으나, 극약이기 때문에 부작용도 많으므로
      과량의 복용은 위험하다. N-나트륨 유도체를 만든다.

【제법】  아닐린을 염화아세틸 또는 아세트산 무수물과 가열한다.

【용도】  1) 각종 유기 화합물의 원료.  2) 해열약 : 발열, 두통, 치통, 신경통, 생리통 등에 카페인과 공용한다.

2. 벤조산[benzoicacid] :  가장 간단한 방향족 카복실산의 하나

   ① 명칭 : 안식향산(安息香酸)이라고도 한다.
   ② 화학식 : C7H6O2.
   ③ 결정모양 : 무색의 결정, 비늘 조각 모양 또는 바늘 모양 결정
   ④ 성질
    ㉠ 끓는점(250℃) 이하의 온도(100℃)에서 승화한다.
    ㉡ 검 벤조인(gumbenzoin: 안식향) 속에 유리(遊離)상태로 존재하는
       외에, 페루발삼이나 톨루발삼 속에 벤질에스터로서 존재한다.
    ㉢ 찬물에는 녹기 어렵지만 뜨거운 물에는 잘 녹는다.
    ㉣ 아세톤·에탄올·에테르 등의 유기용매에는 잘 녹으나, 석유에테르에
       는 녹기 어렵다.
    ㉤ 각종 금속과 염을 생성하며, 알코올과 에스터를 만든다.

【제법】
  1) 실험실적 제법 : 톨루엔을 질산·중크롬산, 다이크로뮴산염·황산 등
       으로 산화한다.  2) 공업적 제법 : 프탈산 무수물을 수증기와 함께 촉매(예를 들면 크롬염,
       산화아연등) 위에 통한다. 벤조트리클로라이드를 가수 분해한다.

【용도】  1) 식품위생법에 의하여 허가된 방부제의 일종으로 간장에 쓰임
       : 식품 위생법에서 허가된 합성 보존료의 하나. 방부 효과는
        식품의 pH에 따라 뚜렷하게 다르며 pH가 산성으로 되면 효력은
        증가한다. 곰팡이에 대하여보다 효모에 대하여 유효하다. 청량 음료
        수(탄산 함유의 것을 제외함), 간장에 대하여 1kg당 0.6g 이하의
        사용이 허용되어 있다. 또 조제상 여름철 침염제의 방부용
        에도 사용한다.   2) 나트륨염은 방부제·거담제로 쓰이는 외에, 해열제로서 급성
      관절류머티즘·방광염·만성기관지염의 치료에 쓰인다. 거담약으로는
      위에 대하여 자극 작용이 있으므로 드물게 사용할 뿐이다.  3) 벤조산나트륨, 벤조산나트륨카페인의 원료로 한다. 또한 벤조산에스터
      는 향료의 보류제나 용제로 사용한다.  4) 매염제(섬유에 색소가 직접 물들지 못하는 물감을 고착시키는 물질)도 사용  5) 산의 1차 표준물질로 알칼리 표준액의 농도 결정에 사용. 에탄올에
     용해한 후 물로 묽힌 다음 적정한다. 지시약은 페놀프탈레인이 적합
     하다.

   아세트 아닐리드                          벤조산