물리화학실험 | 액체의 상호 용해도

 

 

 

TIP

 

 

서로 섞이지 않는 물-벤젠 용액에 빙초산을 가하여 용액에 대한 빙초산의 용해도를 측정하고 세 가지 액에서 이루어지는 용액의 조성을 삼각도로 나타낸다. 또한 이 과정에서의 분배의 법칙을 조사한다.

 

 

 

액체간의 상호용해도

일정한 온도에서 두 종류의 액체가 완전하게 섞이지 않고 두 층으로 평형을 이룰 때, 한 층의 액체 성분이 다른 층에 용해된 정도를 의미한다. 예를 들면, 물과 ether를 혼합하면 소량의 ether를 녹인 물의 층이 밑으로, 소량의 물을 녹인 ether의 층을 위로하는 두 액상으로 유지되는데, 이와 같이 두 액체가 서로 포화되어 두 액상이 평형을 유지할 때 각 액상에 있어서 또 다른 한 부분의 액체의 용해도를 상호 용해도(mutual solubility)라 하며, 상호용해도의 값은 일반적으로 온도가 높아짐에 따라 점점 접근하여 어떤 온도 점에서 꼭 일치 할 수도 있다.

 

 

용질의 선택

실험에서 사용되는 용질은 물(극성물질)과 벤젠(무극성물질) 에 모두 녹을 수 있는 물질이어야 한다. 증류수는 아세트산과 수소결합을 하며 용해되고 벤젠은 아세트산 분자끼리의 수소결합으로 생성된 아세트산 이합체와 반데르발스 힘에 의해 용해된다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 실험은 두 가지의 온도 조건에서 진행된다. 항온조에서 첫 번쨰로 진행할 온도를 일정하게 유지하고 삼각 플라스크에 10㎖의 벤젠을 넣는다. (꼭 10㎖일 필요는 없다. 층이 관찰될 수 있는 적당한 양이어도 된다.)

 

2) 위의 삼각 플라스크에 10㎖의 증류수을 넣는다. (마찬가지로 층을 관찰할 수 있는 적당한 양이면 된다.)

 

3) 위의 혼합용액에 빙초산을 뷰렛을 통해 넣으면서, 벤젠과 증류수의 상의 경계가 없어지고 혼합될 때, 그때의 넣어준 빙초산 양을 구한다.

 

4) 위의 용액에 증류수를 추가로 더 넣어준 뒤, 다시 층분리가 일어난 용액에 아세트산을 더 넣어준다. (마찬가지로 증류수를 더 넣어줄 때에는 상의 경계를 관찰할 수 있을 정도를 넣어준다.)

 

 

5) 다시 벤젠과 증류수의 상의 경계가 사라지며 혼합될 때, 그때의 누적된 가해준 빙초산의 양을 구한다.

 

6) 증류수를 다시 넣고 반복한다. (총 4번실행)

 

7) 같은 온도에서 이번엔 빙초산을 가하지 않은 2)상태의 용액에 마찬가지로 3)과정을 진행한 뒤, 4)과정에서 증류수가 아닌 벤젠을 추가로 더 넣고 5), 6)의 과정을 반복한다. (반복 시 증류수대신 벤젠을 사용)

 

8) 온도를 다르게 하여 위의 과정을 반복한다. 단 벤젠의 끓는점인 80.1°C를 넘기지 않도록 주의한다.

 

9) 각각의 경우에서 질량비를 구하고 이를 삼각도로 나타낸다.

 

 

[화공기초실험]액체의 상호 용해도

 

 

[물리화학실험]액체의 상호 용해도 레포트