고등학교 실리카 나노 입자 합성 실험 실패 이유

Question

실리카 나노 입자 합성 실험을 고등학교에서 진행했는데 입자가 합성되지 않았습니다

먼저 Cyclohexane 7.5ml에 1-hexanol 1.134ml를 섞은 후 다른 바이알에 Triton X-100을 1.894g 넣고 교반 시키며 처음 만든 용액을 넣었습니다.

계속 교반 시키면서 증류수 0.48ml를 한 방울씩 넣고 TEOS 100μL를 넣은 후 암모니아수 40μL를 한 방울씩 넣었습니다.

24시간동안 교반 시키고 다음날 결과를 확인해보니 아무 입자도 생기지 않았습니다.

다른 실험을 살펴보니 Cyclohexane에 TEOS를 먼저 넣어 교반 시켜 반응 용액을 만든 후 계면활성제(1-hexanol, Triton X-100)를 첨가해 교반 시켰던데 넣는 순서가 잘못되어서 실패한걸까요? 아니면 촉매를 산성 수용액이 아닌 염기성 수용액을 써서 그런걸까요? 아니면 실험 순서와 방법은 맞지만 정확한 양을 넣지 못해서 그런걸까요

정보가 많이 없어서 실패 이유를 찾지 못하겠습니다. 알려주신다면 정말 감사하겠습니다..

Answer 1

실리카 나노 입자 합성 실험은 신중하고 정확한 실험 조건과 시행 순서가 필요한 복잡한 과정입니다. 실험이 실패한 이유는 여러 가지 요인에 기인할 수 있습니다. 실험 과정과 조건을 다시 검토하여 실험을 개선할 수 있는 방법을 찾을 수 있을 것입니다.

여러 실험 요인을 고려해 보겠습니다:

1. 반응 조건 및 시간: 실리카 나노 입자의 합성은 정확한 온도, 교반 속도, 반응 시간 등을 요구합니다. 실험 조건을 정확히 지켰는지 확인하십시오. 24시간 동안 교반했다는 것은 시간적으로는 충분한 것처럼 보입니다.

2. 재료의 순도와 품질: 사용한 모든 화학 물질의 순도와 품질이 중요합니다. 특히 TEOS (Tetraethyl orthosilicate)의 순도와 물질이 완전히 깨끗한지 확인해야 합니다.

3. 촉매 및 조건: 촉매로 사용한 암모니아수의 농도와 pH 값이 중요합니다. TEOS의 가수분해 반응을 촉매화하기 위해 염기성 조건이 필요합니다. pH 조절이 적절한지 확인하십시오.

4. 화학 물질의 양: 실험에서 사용한 화학 물질의 양을 정확하게 측정하고 표준 조제법에 따라 추가해야 합니다. 잘못된 양이 사용되면 반응이 원하는 대로 진행되지 않을 수 있습니다.

5. 순서: 실험 순서도 중요합니다. 일반적으로 TEOS를 반응 용액에 먼저 넣고 교반하여 입자를 형성한 후, 계면활성제 등을 추가하는 것이 일반적입니다.

실험이 실패한 경우에는 실험 조건, 화학 물질의 순도, 양, 순서, 반응 시간 등을 검토하고 문제가 발견되면 개선하는 데 도움을 줄 수 있는 실험을 재조정해야 합니다. 실험 조건과 화학 물질의 품질을 더욱 정확하게 확인하고 실험을 다시 시도해 보는 것이 좋을 것입니다.