안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
재결정은 온도 변화에 따른 용해도 차이를 이용하여 혼합물 속 원하는 물질을 순수한 결정 형태로 분리, 정제하는 화학분리 방법입니다. 재결정의 원리와 실험 과정에서 올바른 용매 선택이 결정적인 이유를 드릴게요.
대부분의 고체 물질은 온도가 높아질수록 용매에 녹을 수 있는 양이 증가하고, 온도가 낮아지면 용도가 감소합니다. 재결정은 이 특성을 활용합니다.
먼저, 높은 온도에서 최소한의 용매를 사용하여 정제할 물질을 완전히 녹입니다. 용액의 온도를 낮추면 온도가 떨어짐에 따라 용도가 급격히 감소합니다. 용매에 더 이상 녹아 있을 수 없게 된 목표 물질이 입자끼리 규칙적인 구조를 이루며 순수한 결정 형태로 굳어져 나옵니다.
재결정 실험의 성패는 어떤 용매를 사용하는가에 따라 90% 이상 결정됩니다. 용매를 잘못 선택하면 목표 물질을 전혀 얻지 못하거나 순도가 떨어집니다. 따라서 이상적인 용매는 높은 온도에서는 물질을 매우 잘 녹이고, 낮은 온도에서는 거의 녹이지 않는 용매입니다.
용매는 목표 물질과 화학 반응을 일으키지 않는 불활성 용매여야 합니다. 용매와 시료가 반응하여 화학 구조가 바뀌어 버리면 정제의 의미가 사라집니다.