1. 온도계 자체가 정확하지 않기 때문에 수은온도계를 검정하고, 측정치를 보정하기 위한 보정곡선을 작성한다.
2. 수은 온도계를 검정하고 측정치를 보정하기 위한 보정곡선을 작성한다.
무게, 부피 측정과 함께 온도 측정도 화학 실험에서 기본조작으로 매우 중요하다. 온도를 나타내는 척도에는 섭씨, 화씨 그리고 절대 온도가 있다. 섭씨온도는 순수한 물의 어는점과 끓는점을 각각 0℃와 100℃로 정하여 그 사이를 100등분 한데 반해, 화씨온도는 32℉와 212℉로 정하여 그 사이를 180등분 한 것이다. 절대온도 눈금은 물의 삼중점을(216K와 4.58㎜Hg) 기준으로 정한다.
물질의 부피는 온도에 따라 변화하는데 특히, 액체와 기체의 부피는 온도에 매우 민감하다. 온도계는 물질의 부피가 정류 상태에 도달한 값이 온도계의 온도가 된다는 원리를 이용하여 만든 것이다. 화학실험에서 많이 사용되는 온도계는 착색된 알코올이나 수은을 사용하여 진공의 모세관에 액체를 넣어, 액체가 차지하는 모세관의 높이로부터 온도를 읽을 수 있도록 하였다. 온도를 정확히 측정하기 위해서는 온도계 끝 부분의 액체 구가 시료와 충분한 시간 동안 접촉하여 열적평형을 이루며 정류 상태에 도달해야 한다.
수은 온도계는 유리가 서서히 수축하며, 모세관의 굵기가 균등하지 못하고, 수온의 팽창률도 온도에 따라 상이하나 눈금은 같은 간격으로 되어있다. 온도계는 언제나 정확하다고 볼 수 없으므로 실험시 처음에 이를 보정하여 사용하여야 한다. 본 실험에서 주어진 수은 온도계를 0℃, 100℃ 및 32.38℃ (Na2SO4·10H2O의 전이점)에서 보정한다. 일반적으로 사용되는 온도계 오차는 대개 ± 0℃이므로 ± 0.5℃까지 보정한다. 본 실험에서 정밀도는 1℃ Scale을 ±0.5℃만을 보정하게 되므로 외압은 무시하여도 좋다. 온도계의 눈금은 순수한 물의 어는점과 끓는점을 기준으로 새겨져 있으나 부정확한 경우가 많다. 따라서 온도를 정확하게 측정하기 위해서는 온도계의 눈금을 확인하고 보정해야 한다.
실험 방법
1. 0℃ 눈금의 검정
비이커에 순수와 사방 2㎝ 크기의 얼음을 부수어 넣고 얼음조각을 부수어 넣고 온도계를 0℃ 눈금부를 액면에 최대한 가깝게 하여 담근다. 유리막대로 조금씩 저어주거나 교반기를 1[회/S]로 상하로 움직여준다. 5분간을 기다린 후 온도계의 눈금을 측정하여 데이터 A를 얻었다.
2. 100℃ 눈금의 검정
마노메타가 달린 플라스크에 보온재를 감고 증류수를 반 정도 채운 후 온도계를 장치하여 맨틀히터로 가열하여 끓인다.(끓어 넘치지 않도록 비석이나 유리모관조각을 넣는다.) 기포가 발생한 이후 약 5분 후에 온도계의 눈금을 측정하여 데이터 B를 얻었다.
3. 전이점 온도의 검정
비이커에 순수 180㎖와 Na2SO4·10H2O 100g을 넣고 중탕 가열한다. 균일한 가열을 위하여 사반위에 수조를 놓고 고무마개나 뜨지 않는 물건으로 비이커가 바닥에 닿지 않게 하여 수조의 온도계는 약 40℃의 눈금에 수면을 비이커의 온도계는 35℃눈금에 수면을 맞춘다. 수조는 유리막대로 저어준다. 외부 비이커의 온도가 35~40℃일 때 내부용액의 상전이온도를 수은온도계의 시도로 측정
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