화학공학실험 | Partial Molar Volume의 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 용액의 부피를 정확하게 예측하는데 필요한 부분몰부피를 측정한다.
2. 분자들의 모양, 크기, 극성에 따라 부분몰부피가 어떻게 달라지는지 서로 비교한다.

 

 

 

이성분계의 부분몰부피의 식과 그 이론

열역학적 시스템의 성질 중에서 부피(Vt)는 크기성질로서 시스템의 크기에 따라 변하며, 몰부피(Vi)는 1몰이 갖는 부피로서 세기성질로 분류된다. 예를 들면, 25℃의 물 1 mol이 갖는 몰부피는 18 ㎤로서 많은 양의 물에 1몰의 물을 가하면 부피가18㎤ 만큼 늘어난다. 일반적으로 두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물의 구성 물질들의 성질이 서로 같아서 이상용액의 거동을 할 경우에는 각 물질의 몰부피에다가 몰수를 곱한 것을 모두 합하여 시스템 전체의 부피를 큰 오차 없이 구할 수 있다. 즉, 이성분계에 대해서는 다음과 같이 쓸 수 있다.

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

농도가 0.1～3.0 몰랄농도의 KCl 용액과 NaCl 용액 각각 5 개의 밀도를 25.00℃에서 측정한다. 각 sample의 밀도측정은 3번씩 반복하는데 한 번 측정하는데 필요한 용액의 양은 2 ㎖이다. 다음의 순서에 따라 실험한다.

1) Snap 뚜껑이 달린 jar에서 용액을 만들어 분석용 저울(± 0.0001 g)에서 jar의 무게를 잰다.

 

2) 염을 넣고 다시 무게를 측정한 후 약 20 ㎖의 물(～20 g)을 jar에 넣고 다시 무게를 잰다. 만약 3번 측정한 값들이 0.0001 g/㎖ 내에서 일치하지 않는다면 일관된 결과가 얻어질 때까지 실험을 반복한다.

 

3) Jar를 저울 밖에 놓은 상태로 salt를 추가한 후 무게를 달되, weighing paper를 사용하지 말고 직접 jar에 넣는 것이 더 정확하고 시간을 절약할 수 있다.

 

4) Pycnometer를 사용하여 동일한sample에 대하여 밀도를 측정한다. 각각의 point에 대하여 3번씩 측정한다.

 

5) 각각의 방법에 의하여 측정된 밀도 값을 가지고 Figure 1과 유사한 그래프를 그리고 부분몰부피를 구하고 두 값들을 비교한다.

 

 

 

[화학공학실험] Partial Molar Volume의 측정 레포트