일반화학실험 | 어는점 내림과 분자량

 

 

 

TIP

 

 

어는점 내림을 이용하여 분자량을 결정하고 용액의 총괄성과 라울의 법칙을 이해한다.

 

 

 

순수한 액체나 용액의 정상 끓는점은 증기압이 1기압에 도달하는 온도이다. 용액에 녹아있는 용질은 용액의 증기압을 내리기 때문에 용액을 끊이기 위해서 보다 순수한 용매일 대 보다 높은 온도가 필요하다. 이를 끓는점 오름이라 한다. 또한, 용액의 어는점이 순수한 물의어는점에 비하여 낮다. 비휘발성 용질의 농도가 증가할수록 고체 증기압 감소한다. 이런 용액의 증기압이 1기압이 되기 위해서는 순수한 고체의 어는점보다 더 낮아지게 된다.

 

어는점 내림의 크기는 용질의 농도에 비례한다. 순수 용매는 정상 어는점에서 규칙적인 구조를 갖는데, 용질이 존재하면 본래의 순수한 용매보다 더 무질서하게 되므로 이를 좀 더 정돈된 형태로 바꾸어주기 위해서는 온도가 더욱 낮아져야 한다는 것이다. 이것을 어는점 내림이라고 한다. 결과적으로 비휘발성 용질은 액체상으로 존재하는 범위를 넓히는 효과를 나타낸다. 라울의 법칙으로부터 비휘발성인 용질이 녹아있는 묽은 용액의 끓는점 오름(ΔT_b)이나 어는점 내림(ΔT_f )은 몰랄 농도(m)에 비례한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) Hot plate에 250 ㎖ 비커를 이용하여 물중탕을 준비한다.

 

2) 준비된 시험관에 교반자석과 약 12.xxg의 나프탈렌을 넣고 온도계가 꽂힌 고무마개로 시험관을 막고 파라필름으로 밀봉한다. (시험관의 나프탈렌은 물중탕 장치의 수면보다 아래에 위치하게 하고 온도계의 끝부분은 나프탈렌에 완전히 잠기게 한다. 또 온도계는 적어도 65℃ 부근이 고무마개의 위에 위치하도록 장치하여 온도를 쉽게 읽을 수 있도록 한다.)

 

3) 시험관의 나프탈렌이 녹을 때까지 가열(heating)하면서 교반(stirring)한다.

 

4) 시료가 완전히 녹은 시험관을 물중탕 용기에서 꺼내 공기 중에서 냉각시키면서 20초 간격으로 온도를 정확히 기록한다. (약 10～15분 정도 냉각)

5) 충분히 냉각된 나프탈렌 시험관을 물중탕 용기에 넣고 액체가 될 때까지 가열한다. 물중탕하여 완전히 녹인 나프탈렌에 바이페닐 1.xx g을 넣고 고무마개로 막는다.

 

6) 나프탈렌과 바이페닐이 혼합된 시험관을 완전히 녹을 때까지 가열하면서 교반한다.

 

7) 다 녹은 혼합용액이 담긴 시험관을 공기 중에서 냉각시키면서 20초 간격으로 온도를 정확히 기록한다. (약 10～15분 정도 냉각)

 

8) 순수한 나프탈렌과 나프탈렌 용액의 어는점을 그래프에서 기울기의 교점을 이용하여 구하고, 어는점 내림식을 이용하여 Biphenyl의 분자량을 결정한다.

 

9) 실험이 끝나면 시험관을 물중탕에 넣고 완전히 녹은 나프탈렌은 지정된 폐수통에 버리도록 한다.

 

10) 시험관 벽에 묻어 있는 여분의 나프탈렌 고체는 소량의 MC를 이용하여 깨끗하게 닦아 할로겐 폐수통에 버린다.

 

 

 

[일반화학실험]어는점 내림과 분자량 레포트