일반화학실험 | 액체의 혼합

 

 

 

TIP

 

 

1. 두 개 이상의 물질을 혼합하는 과정에서 물질의 질량은 보존된다.
2. 본 실험에서는 물과 에탄올을 이용하여 용액을 제조한 후, 그 용액의 밀도를 구하는 실험을 통하여 두 개 이상의 물질을 혼합하는 과정에서 물질의 부피가 보존되는지 여부를 확인할 수 있다.

 

 

 

분자간 힘은 분자들 사이에 작용하는 인력을 일컫는다. 기체의 비이상적인 거동도 분자간 힘으로 설명된다. 하지만 액체나 고체와 같은 응축상 물질에서 분자간 힘은 더욱 중요한 역할을 한다. 기체의 온도가 내려감에 따라 기체를 구성하는 분자의 평균 운동 에너지가 감소하게 되고, 결국 충분히 낮은 온도에서 분자는 더 이상 인접한 분자의 인력으로부터 벗어날 수 없게 된다.

 

이 때, 분자들이 모여서 작은 액체 방울을 형성하게 되는데, 이와 같이 기체상에서 액체상으로의 상전이를 응축이라고 한다. 분자간 힘과는 달리, 분자 내 힘은 분자에서 원자들끼리 서로 붙들고 있는 힘을 말한다. 분자 내 힘은 각 분자를 안정한 상태로 유지하게 하는 반면, 분자간 힘은 본질적으로 녹는점이나 끓는점과 같은 물질의 특성에 관여한다.

 

일반적으로 분자간 힘은 분자 내 힘보다 훨씬 약하다. 따라서, 액체를 증발시키는데 필요한 에너지가 액체를 구성하는 분자의 결합을 끊는 데 필요한 에너지보다 훨씬 작다. 예를 들어, 끓는점에서 1몰의 물을 증발시키기 위해서 약 41kJ의 에너지가 필요하지만 1몰의 물 분자에 있는 모든 O-H 결합을 끊는 데 필요한 에너지는 약 930kJ에 달한다. 물질의 끓는점은 분자들 사이에 작용하는 분자간 힘의 세기에 영향을 받는다.

 

끓는점에서 증기상으로 되기 위해서는 분자들 사이의 인력을 끊기에 충분한 에너지가 공급되어야 한다. 만약 A의 분자가 더 강한 분자간 힘에 의해 붙들려 있어서 물질 B보다 물질 A의 분자를 떼어 내는데 더 많은 에너지가 필요하다면, A의 끓는점이 B의 끓는점보다 더 높게 된다. 같은 원리가 물질의 녹는점에도 적용되는데, 일반적으로 분자간 힘의 세기가 클수록 그 물질의 녹는점도 높아진다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 잘 건조된 100㎖ 눈금실린더의 질량을 0.001g까지 정밀하게 측정한다.

 

2) 눈금 실린더에 40㎖의 증류수를 넣고, 전체 질량을 0.001g까지 정밀하게 측정한 후, 부피를 0.1㎖까지 읽어 기록한다

 

3) 에탄올을 채운 50㎖뷰렛을 이용하여 증류수가 포함된 눈금실린더에 10㎖의 에탄올을 첨가한다. 첨가된 에탄올의 부피를 0.01㎖까지 기록한다.

 

4) 에탄올이 첨가된 눈금실린더 속의 용액을 잘 흔들어 섞어준 후, 질량과 부피를 기록한다.

 

5) 눈금실린더에 10㎖의 에탄올을 추가로 첨가하며 3～4의 실험을 반복한다.

 

6) 용액의 온도를 기록한다.

 

 

 

[일반화학실험]액체의 혼합 레포트