일반화학실험 | 용량기 검정과 정해진 농도의 용액 만들기

 

 

 

TIP

 

 

1. 밀도의 의미를 파악하고 부피 측정 기구인 메스실린더를 보정한다. 이를 통해 에탄올의 정확한 부피를 재고, 이로부터 얻은 계산값을 이론값과 비교한다.
2. 농도의 여러 단위에 대해 익히고, 물은 염산 용액을 만드는 과정을 수행한다. 진한 용액으로부터 한 단계로 만드는 경우와 여러 단계로 묽혀 얻는 경우의 산도를 비교한다.

 

 

 

밀도

밀도란 단위 부피 당 들어 있는 물질의 질량을 의미하며, 질량은 온도에 따라 변하지 않지만 부피가 온도에 따라서 변하는 값이므로 밀도도 온도에 따라 변한다. 부피를 측정하는데 사용하는 메스실린더는 온도에 따라 팽창률이 다르므로 부피 보정이 필요하다. 정해진 온도에서는 밀도가 고정된 값을 가지므로 정확한 질량을 알면 부피를 알 수 있다. 이를 이용하여 메스실린더의 부피를 보정한다. 보정된 메스실린더를 사용하여 에탄올의 밀도를 구하고 이를 이론값과 비교한다.

 

 

농도

용액의 농도를 나타낼 때, ‘묽은’과 ‘진한’이란 정성적인 용어 이외에 좀 더 정확한 계산에 의한 값을 제시할 필요가 있다. 화학자들이 가장 흔하게 사용하는 용액의 조성으로 ‘물농도’가 있다. 물농도는 용액 1L에 들어 있는 용질의 몰수(㏖/L=M)로 나타낸다.

 

물농도 = 용질의 몰수 (㏖) / 용액의 부피 (L) = M

 

용액의 조성을 나타내는 유용한 다른 방법들도 있는데, 질량 백분율도 그 하나이다. 질량 백분율은 용액중에 있는 용질의 질량을 백분율로 나타낸 것이다.

 

질량 백분율 = (용질의 질량/용액의 질량)×100%

 

용액의 조성을 나타내는 또 다른 방법으로 몰분율이 있는데, 이는 용액에 있는 분자의 전체 몰수에 대한 주어진 성분의 몰수 비율이다. 예를 들어, 용액 중에 들어있는 용질 A의 몰분율을 나타내면 다음과 같다.

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실험 방법

1. 용량기 검정 및 밀도 측정

1) 용량기 검정

① 액체가 채워져 있을 때, 메스실린더 눈금 읽는 방법을 익힌다.

② 실린더를 세척하고 완전히 건조한 다음 질량을 측정한다.

③ 실린더에 있는 눈금을 보면서 증류수를 10㎖ 채운다.

④ ③의 질량을 측정한다.

⑤ 증류수의 질량을 구한다.

⑥ 온도를 측정한다.

⑦ 온도에 따른 이론적 물의 밀도를 부록에서 구한다

⑧ 부피를 보정한다.

⑨ 보정 인자를 구한다.

⑩ 증류수 20, 30㎖를 각각 사용하여 ②～⑨를 같은 방법으로 수행한다.

⑪ 부피에 대하여 평균 𝛄를 구한다.

 

2) 액체의 밀도 구하기

① 에탄올의 질량(M)을 측정한다.(약10g 정도)

② 에탄올의 부피(V)를 측정한다.

③ 에탄올의 온도(T)를 잰다.

④ 보정부피를 고려한다.

⑤ 밀도를 구한다.

 

2. 묽은 용액 만들기

1) 진한염산에서 0.02M HCI 용액 한 단계로 만들기

① 0.02M HCI용액 100㎖를 만들기 위하여 필요한 진한 염산의 부피를 계산한다.

② 100㎖ 부피 플라스크에 약 20㎖정도의 증류수를 넣는다.

③ ①에서 계산한 진한 염산의 정확한 부피를 눈금 피펫을 사용하여 ②의 플라스크에 넣는다.

④ 부피 플라스크를 흔들어 용액을 잘 섞은 후 부피 플라스크의 눈금까지 증류수를 채운다.

⑤ 부피 플라스크의 뚜껑을 닫고 용액이 잘 섞이도록 흔들어준다.

 

2) 진한 염산에서 0.02M HCI 용액 두 단계로 만들기

① 0.2M HCI 용액 100㎖를 만들기 위해 필요한 진한 염산의 부피를 계산한다.

② A와 같은 방법으로 0.2M HCl 용액을 만든다.

③ 0.2M HCl 용액을 10배 희석하여 0.02M 용액 100㎖를 만든다.

 

3) pH 측정

① A와 B의 용액을 각각 pH paper에 묻혀 pH를 비교한다.

 

4) 0.50M HCl 용액 만들기

① 0.50M HCl 용액 100㎖를 만들기 위해 필요한 진한 염산의 부피를 계산합니다.

② 100㎖ 부피 플라스크에 약 20㎖ 정도의 증류수를 넣습니다.

③ ①에서 계산한 진한 염산의 정확한 부피를 눈금 피펫을 사용하여 ②의 부피 플라스크에 넣습니다.

④ 부피 플라스크를 흔들어 용액을 잘 섞은 후 부피 플라스크의 눈금까지 증류수를 채웁니다.

⑤ 부피 플라스크의 뚜껑을 닫고 용액이 잘 섞이도록 흔들어줍니다.

 

5) 0.2m 설탕 용액(100㎖) 만들기

① 완전 건조된 빈 비커(100㎖)의 질량을 잰다.

② 비커에 증류수를 넣어 증류수만의 질량이 100g이 되도록 한다.

③ 0.2m 설탕 용액을 만들기 위하여 100g의 증류수에 넣어야 할 설탕의 질량을 계산하여 저울로 잰다.

④ 설탕을 증류수 100g이 든 비커에 넣고 잘 섞는다.

⑤ 완전 건조된 100㎖부피 플라스크에 ④번 설탕 용액을 눈금 표시까지 넣는다.

 

 

 

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