화공기초실험 | 액체의 밀도와 점도

 

 

 

TIP

 

 

분자정수에는 밀도, 점도, 표면장력등 여러 가지가 있으나 본 실험에서는 액체의 밀도와 점도측정에 대해 알아본다.

 

 

 

액체의 밀도(비중)

어떤 물질이 질량과 이와 같은 체적인 표준물질의 질량과의 비를 비중(specific gravity)이라 한다. 같은 장소에서 측정하면 양자의 무게비를 취해도 좋으므로 비중이란 말을 쓴다. 어떤 온도에서 있어서의 비중(밀도)은 그 물질에 고유한 정수이다. 따라서 비중을 측정하여 순도를 확인해 볼 수 있다. 특히 용액은 비중과 농도와의 관계가 잘 조사되어 있으므로 비중을 측정하여 농도를 아는 것은 공업상이나 실험실에서도 잘 쓰이고 있다.

 

또 액체의 밀도측정은 압력, 모세관의 반지름, 분자부피(molar volume), 유전율, 표면장력, 비점도등의 측정이나 burette, pipett의 보정등의 실험인 경우도 필요하며 기초 실험과정중의 하나라고 할 수 있다. 비중의 측정은 비중병(pycnometer), Westphal’ balance, Scale areometer등으로 측정 할 수 있다. 본 실험에서는 비중병을 이용하여 액체의 밀도를 측정한다.

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실험 방법

1. 액체의 밀도(비중)

1) 시료로서 ethanol 20, 40, 60, 80% 각 수용액, 순수한 ethanol 약 100㎖를 준비한다.

 

2) 비중병의 질량을 측정한다.(㎎)

 

3) 비중병에 증류수를 채워서 항온조(t₁ ℃)에 10～20분 동안 넣어 둔다. Gay-Lussac형에서는 모세관의 부분은 잠기지 않아도 된다. 모세관의 주둥이에 나오는 액은 여과지로 흡취한다. Ostwald형에서는 눈금 있는 데까지 액이 들어 있도록, 잘게 짜른 여과지로 흡취한다. 주사기로 넣든가 또는 빼든가 하여 액량을 조절한다.

 

 

4) 항온조에서 들어내어 평량한다.(Wg)

 

5) 물을 비우고 시료액체를 채워서 같은 방법으로 평량한다.(W’g)

 

6) 시료의 비중 d₄’(4℃의 물을 표준으로 하였을 때의 t℃의 물질의 비중을 나타낸다)는 t℃의 물의 비중을 d_w’(표에서 구함)라 한다.

7) 각 시료에 대해서 이상의 과정을 반복하여, 농도와 비중의 관계를 그래프로 나타낸다.

 

2. 액체의 점도

1) 시료로서 ethanol 20, 40, 60, 80% 각 수용액, 순수한 ethanol 약 100㎖를 준비한다(밀도 실험과 동일)

 

2) 항온조를 일정한 온도로 조절하고 이 안에 Ostwald점도계를 스탠드에 세워서 넣는다.(고정)

3) pipette으로 일정한 체적의 증류수를 취하여 점도계 안에 넣고 (입구 C를 이용) 약 10분간 방치

 

4) 입구A에서 B내의 증류수를 빨아 올려 액면의 높이를 눈금 x 위로 오게 한다.

 

5) 증류수를 자연히 흘러 내리게 하고 액면이 두 개의 눈금 x, y사이를 통과하는데 요하는 시간을 stop watch로 측정한다. (3회 이상 반복하여 평균치를 취한다)

 

6) 이상의 과정을 각 시료에 대해서 행하고 각각의 흘러내리는 시간을 구한다.

 

7) 각 시료의 밀도를 구한다. (위 실험)

 

8) 이 온도에 있어서 물의 점도를 표에서 구하고 식(2)로 각 시료의 점도를 구한다

 

9) 농도와 점도의 관계를 그래프로 나타낸다.

 

 

 

[화공기초실험]액체의 밀도와 점도 레포트