일반화학실험 | 질량측정과 액체 옮기기

 

 

 

TIP

 

 

저울 사용법, 액체를 옮기는데 사용하는 기구의 사용법을 익히고, 실험 데이터의 처리 및 불확실도 측정 방법 등을 배운다.

 

 

 

화학 실험은 도구를 이용하는 물리적 양의 측정이다. 화학 실험에서 가장 기본이 되는 물리적 양은 질량과 부피이다. 화학에서는 종종 질량 (물질의 고유한 양)과 무게 (이 물질에 작용하는 중력의 측정치)를 상호 교환적으로 사용한다.

 

무게는 저울을 사용해서 측정한다. 저울은 수천 킬로그램의 거대한 화물자동차의 무게를 측정하는 것에서부터 ㎍ (10-6 g, microgram)이나 ng (10-9 g, nanogram) 정도의 다양한 형태가 있다. 일반적으로 화학 실험에서는 측정 용량이 수백 그램이고 측정의 정밀도가 10 ㎎ (0.01 g)에서 0.1 ㎎ (0.0001g)인 저울을 사용한다. 그림 1-1은 일반적으로 화학 실험에서 사용하는 수치 판독계가 부착되어 있고, 접시 위에 무게를 측정하고 싶은 시료를 바로 올려놓을 수 있는 직시형 거울(direct reading balance)이다. 저울을 사용하기 전에 반드시 저울의 측정 용량과 정밀도를 알아보고 실험의 목적에 맞는 것인가를 확인해야 한다.

 

화학 실험에서 용액의 부피측정에 사용되는 보편적인 기구는 눈금 피펫(measuring pipet), 부피 피펫(transfer pipet), 뷰렛(buret), 눈금실린더(graduated cylinder), 부피 플라스크(volumetric flask) 등이다. 부피 피펫과 눈금 피펫은 정확한 양의 액체를 취해 다른 용기에 옮기는데 사용되며, 부피 피펫이 눈금 피펫보다 정밀도가 높다. 역시 액체를 옮기는데 사용되는 뷰렛은 주로 적정할 때 쓴다.

 

눈금실린더에 담긴 용액을 다른 용기로 옮기더라도 실린더에 약간의 용액이 남게 되어서 정확한 부피를 측정할 수는 없다. 부피 플라스크는 용질을 녹여서 일정한 부피의 용액을 만드는 데 유용한 기구이다. 사용하는 도구나 기기는 얻고자하는 결과에 걸맞은 정밀도를 가져야 한다. 또한 도구나 기기를 제대로 사용해야만 정밀한 실험 결과를 얻을 수 있다. 모든 측정한 값에는 불확정도가 포함되어 있다. 불확정도(불확실도)는 기기나 기구의 보정이 잘못되어 생기기도 한다. 대게 많이 사용되는 유리 기구의 불확정도는 다음과 같다.

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실험 방법

실험 A : 무게측정

1) 실험에 사용할 저울의 제조회사와 모델, 최대 측정 무게, 측정의 정밀도를 조사하고 ‘실험 결과’에 적는다

올바른 저울 사용법을 충분히 익힌다.

 

2) 사용할 증류수의 온도를 잰다.

 

실험 B : 피펫을 이용한 액체의 이동

1) 고무 채우게와 피펫의 사용법을 충분히 익힌다.

 

2) 고무 채우게를 사용해서 증류수를 피펫에 반 정도 채운 다음, 피펫을 옆으로 기울여서 돌려가면서 피펫의 안쪽 면을 헹구어주고 사용한 증류수를 버린다. 피펫의 안쪽에 증류수 방울이 남아있으면 피펫을 세제를 이용해서 깨끗하게 씻어내고 다시 증류수로 깨끗하게 행군다.

 

3) 저울 위에 비커를 올려놓고 무게를 측정한다.

 

4) 고무 체우게를 사용해서 피펫의 가장 왼쪽 눈금 위까지 증류수를 채운다. 피펫에 용액을 채울 때는 공기가 빨려 들어가지 않도록 해야한다.

 

5) 정확하게 2.00 ㎖의 증류수를 저울 위에 올려놓은 비커에 옮기고 무게를 기록한다.

 

6) 저울 위에 놓인 비커에 2.00 ㎖의 증류수를 저울 위에 올려놓은 비커에 옮기고 무게를 기록한다.

 

7) 위의 4.와 5.의 과정을 4회 더 반복하여 측정한다.

 

8) 부록에 있는 물의 밀도를 이용해서 피펫으로 옮긴 증류수 부피의 평균값과 표준편차를 구한다.

 

실험 C : 눈금실린더를 이용한 액체의 이동

1) 눈금 실린더의 안쪽 벽면에 물방울이 생기지 않도록 깨끗하게 씻고 증류수로 헹군다.

 

2) 3.0 ㎖의 증류수를 눈금 실린더에 채운 다음 실험 B와 같은 방법으로 저울위에 놓인 비커에 옮기고 무게를 측정한다.

 

3) 4회를 더 반복하고, 부록에 있는 물의 밀도를 이용해서 눈금 실린더로 옮긴 증류수 부피의 평균값과 표준편차를 구한다.

 

실험 D : 뷰렛을 이용한 액체의 이동

1) 뷰렛의 사용법과 눈금 읽는 법을 충분히 익힌다.

 

2) 깨끗하게 씻어서 증류수로 헹군 뷰렛에 증류수를 채운다. 뷰렛의 끝에 공기 방울이 남이 있으면 코크를 빨리 열어서 공기를 빼낸다.

 

3) 약 3 ㎖씩의 증류수를 위의 실험과 같은 방법으로 빼내어 무게를 잰다. 빼낸 증류수의 부피를 정확하게 알아야 하므로 눈금을 정확하게 읽어야 한다.

 

4) 4회를 더 반복해서 증류수의 평균밀도의 표준 편차를 구한다.

 

 

 

[일반화학실험]질량 측정과 액체 옮기기(Measuring Weight and Volume) 1부

 

 

[일반화학실험]질량측정과 액체 옮기기 레포트