일반화학실험 | 액체의 몰질량 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 액체를 기화시켜 이상기체 상태방정식을 이용하여 분자량(몰질량)을 측정하자.
2. 반데르발스 방정식을 이용하여 분자량(몰질량)을 측정하고 이상기체상태방정식으로 계산한 것과 비교해 보자

 

 

 

본 실험에서는 액체의 몰질량을 측정하는 방법에 대하여 알아본다. 이상기체 방정식과 반데르발스 (Van der Waals) 방정식을 이용하여 몰질량을 측정하게 되는데, 어떤 차이가 있는지 고찰하도록 한다. 액체의 몰질량은 일정 온도와 압력 하에서 액체를 기화하여 생성되는 증기의 부피를 측정함으로써 구할 수 있다.

 

여기서의 일정한 온도라는 것은 실험시의 측정 온도를 말하며 이를 실험 시 필요한 변수인 절대온도로 변환하기 위하여 273.15를 더해준다 (절대온도 T= 섭씨 + 273.15) 또한 일정한 압력이란 실험 중의 대기압을 말하는데, 기압계로 측정한 값이 바로 대기압 (현재의 일정한 기압)이 된다. 이 두 가지의 조건은 실험 중 급격하게 변하지 않으므로 일정하다고 볼 수 있다. 또한 이때, 실험을 통하여 생성된 증기의 부피를 측정하면 이상기체 방정식과 Van der Waals 식에 의하여 액체의 몰질량을 산출할 수 있게 된다.

728x90

 

 

실험 방법

1. 실험 장치 setting(분자량 측정장치)

1) 유리 재킷속에 100㎖ 들이 유리 주사기를 장착하라

 

2) 주사기의 손잡이를 5㎖의 눈금까지 밀어 넣은 후 주사기 구멍 끝을 고무마개로 막아 gas가 새지 않도록 한다.

 

3) 주사기 끝부분이 유리재킷 속으로 최대한 근접하도록 한다.

 

4) H-base위의 막대를 그림처럼 장치한다.

 

5) 유리재킷에 증류수를 넣고 비등석을 넣는다.

 

6) 수위가 유리 주사기 위로 1㎝ 정도만 되게 붓는다.

 

7) 위쪽 유리관을 온도계에 연결시키고, 고무호스의 한 끝을 유리관에 장착하고 나머지 한 끝을 비이커에 장착한다.(고무호스는 발생된 증류수의 수증기를 배출시키는 역할을 한다.)

 

 

2. 액체의 몰 질량 측정

1) 전열기로 가열하되 전원조절기는 끓을 정도의 온도 (Level 7~8, 90～100℃)를 유지한다.

 

2) 실험 액체를 주사바늘을 단 주사기에 채운다. ( 메탄올 0.12㎖, 디에틸에테르 0.3㎖ 실제 실험에서는 메탄올을 0.1㎖, 디에틸에테르를 0.25㎖ 채워서 진행함 )

 

3) 주사기 바늘을 타월로 닦은 후 저울에서 질량 측정 후 기록한다.

 

4) 100㎖ 유리 주사기의 눈금을 정확하게 5㎖로 맞춘 후, 주사기로 최한 액체를 가열된 유리주사기 속으로 신속히 주입한다. (액체는 전부 유리 주사기 속으로 주입해서 주사기에 남아 있는 액체가 없어야 오차를 최대한 줄일 수 있다.)

 

5) 기체의 부피가 변하지 않을 때까지 주사기는 고무마개를 꽂은 채 그대로 둔다. 이 때 주사기 내부와 외부의 공기압이 평형이 이룸을 확인한다.

 

6) 일정 부피가 되었을 때, 유리 재킷의 눈금을 읽어 기화된 물질의 부피를 측정한다. 이때의 온도계 온도와 대기압을 측정한다.

 

7) 기화된 물질의 질량을 계산한다. (주입 전 주사기의 질량- 빈 주사기의 질량)

 

8) 같은 방법으로 종류가 다른 액체에 대하여 위 실험을 반복한다. 각 액체의 측정이 마무리 될 때마다 고무마개를 열어 유리 주사기의 실린더를 수차례 ‘넣었다 빼었다‘를 반복하여 유리 주사기 속에 기체가 남아 있지 않도록 주의한다.

 

 

 

 

[일반화학실험]액체의 몰질량 측정 레포트