가. 기체의 확산 속도와 분자량의 관계를 알아본다.
나. 가설인 “일정한 온도와 압력에서 기체 분자의 확산 속도는 분자량 제곱근에 반비례할 것이다. (그레이엄의 법칙, Graham's law)”을 증명하는 것이다.
그레이엄의 법칙(Graham’s law of effusion)이란 일정한 온도와 압력 상태에서 기체의 확산 속도는 그 기체 분자량의 제곱근(밀도의 제곱근)에 반비례한다는 법칙으로 1831년 영국의 화학자 T.그레이엄이 발표한 기체 확산에 관한 법칙이다. 같은 온도에서 기체 분자의 운동에너지는 기체의 종류와 상관없이 동일하다.
실험 방법
1. 기체분자의 확산
1) pH paper를 유리관 길이만큼 자른 후 유리관 안 쪽에 테이프로 고정한다.
2) 클램프를 사용하여 유리관을 수평이 되도록 스탠드에 고정한다.
3)탈지면을 핀셋으로 집은 후 후드에서 각각의 용액에 살짝 담근다.
4) 탈지면을 유리관 양 끝에 넣은 후 재빨리 고무마개로 막는다.(후드와 거리가 먼 조의 경우엔 스탠드를 후드로 가지고 가서 탈지면을 넣고 고무마개로 막은 후 실험 테이블까지 옮긴다.)
5) 몇 분 후 하얀 색 링이 유리관 내부에 생성되면 시간을 기록하고 그 지점을 펜으로 표시한다. (관찰 시 유리관이 많이 흔들리지 않도록 주의)
6) 탈지면 끝에서부터 하얀 색 링이 생성된 곳까지의 거리를 측정한다.
7) 이 과정을 2~3번 반복한다.
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