일반화학실험 | 밀도

 

 

 

TIP

 

 

1. 부피와 질량을 알고 있는 시료의 밀도를 계산해보고, 밀도를 알고 있는 시료의 경우에 질량 측정으로 부피를 환산할 수 있다는 사실을 실험으로 직접 확인해본다.
2. 내연장법을 사용하여 측정에 대하여 학습하고, 밀도라는 물질의 특징을 알아봄으로써 유효숫자의 활용에 대하여 연습한다.

 

 

 

밀도 (Density)

밀도는 물체의 단위 부피당 질량으로 정의한다. 고체나 액체의 밀도는 보통 세제곱센티미터당 그램(g/㎤) 또는 밀리리터당 그램(g/㎖)으로 나타낸다. 물의 밀도가 1.00g/㎖인 것은 우연이 아니다. 이는 1그램의 처음 정의가 특정 온도에서 물 1㎖의 질량이었기 때문이다. 대부분의 물질은 온도에 따라 부피가 변하기 때문에 밀도는 온도에 따라 달라진다. 따라서 밀도를 기록할 때는 반드시 온도도 기록해야 한다. 만약 온도를 기록하지 않으면 상온에 가까운 25℃에서의 측정값이라고 가정한다.

 

밀도와 무게는 가끔 혼동되기도 한다. 누군가 철이 공기보다 무겁다고 말했다면 이는 보통 철의 밀도가 공기의 밀도보다 더 크다는 것을 의미한다. 공기 1㎏은 철 1㎏과 같은 질량이지만 철의 부피가 더 작으므로 더 큰 밀도를 갖는다. 섞이지 않는 두 액체를 한 용기에 넣으면 밀도가 작은 것이 큰 것 위에 뜬다.

 

 

유효 숫자 (A significant number)

과학에서 종종 측정 결과를 기록할 때 ±를 생략하는데, 이는 어떠한 측정에서든 보고한 수의 마지막 숫자는 항상 약간의 불확실성을 가지고 있다는 것을 알고 있기 때문이다. 유효 숫자란 불확실한 자리의 숫자를 포함한 측정값의 모든 숫자를 말하며 유효 숫자의 개수가 많을수록 그 측정 결과가 더 정밀하다는 것을 의미한다.

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실험 방법

1. 물의 밀도 측정

1) 10㎖ 눈금 실린더를 건조 후 질량을 측정한다. (정확한 물의 질량만을 파악하기 위함이다.)

 

2) 눈금실린더에 다른 이물질이나 기포가 생기지 않도록 물 8㎖를 따라 넣는다.(이것은 하나의 기준일 뿐, 넣은 물의 부피를 기준으로 밀도를 측정하면 된다.)

 

3) 물이 든 눈금실린더의 부피를 읽고 질량을 측정하여 물의 밀도를 계산한다.

 

4) 위 과정을 반복하여 밀도의 평균값을 구한다.

 

2. 알루미늄 포일의 두께 측정

1) 칼날을 최대한 눕혀 커팅매트에 대고 알루미늄 포일을 가로와 세로의 길이가 각각 10∼15㎝인 사각형으로 자른다.

 

2) 휴지로 호일을 닦는다. (손의 기름때 제거)

 

3) 포일을 두 번 접어서 칭량하기에 좋은 형태로 만든 후 질량을 잰다. (공기를 완전히 제거)

 

4) 두께를 계산한다. (금속 포일의 밀도=2.70g/㎤), V=A×t (A: 단면적, t: 두께)이용.

 

5) 이를 반복해 한 번 더 측정한다.

 

3. 동전의 두께 측정

1) 버니어캘리퍼스를 평평한 바닥에 두고 동전의 지름을 측정한다.

 

2) 질량 측정 후 동전의 부피를 계산한다.

 

3) 동전의 밀도를 계산한다.

 

4) 앞의 과정에서 측정된 부피와 밀도 값을 이용하여 동전의 두께(t)를 계산한다.

 

5) 이를 반복해 한 번 더 측정한다.

 

 

 

[일반화학실험]밀도 레포트