일반화학실험 | 질량과 부피 및 밀도

 

 

 

TIP

 

 

가장 기본적인 물리량인 질량, 길이, 부피를 측정하고 물질의 밀도를 계산하여 봄으로써 저울과 각종 실험 기구의 사용법을 익히고 실험 데이터의 처리 및 측정의 정확도와 유효 숫자에 대해 배우는 것에 목적이 있다.

 

 

 

실험 배경

과학에서의 관찰은 크게 두 가지로 나뉜다. 성질적인 측면에서의 ‘정성적인 관찰 (qualitative observation) ’, 양적인 측면에서의 ‘ 정량적인 관찰 (quantitative observation) ’ 이 두 가지가 바로 그것이다. 사건이나 현상을 묘사하는 관찰 측면에서의 정성적인 관찰과는 달리 정량적인 측면은 숫자의 변화에 더 초점을 두고 있어 측정에 가깝다. 예를 들어 풍선을 두고 온도를 높였더니 부피가 증가했다는 것은 정성적인 측면이지만 그 온도와 부피의 변화를 구체적인 숫자와 단위로 나타냈다면 그것은 정량적인 측면이다.

 

이처럼 정량적인 관찰에선 숫자와 단위가 필요하다. (예를 들어 15℃의 경우 15는 숫자이고 ℃가 단위다.) 이 때 우리는 international system의 약자인 국제단위계, SI 기본 단위를 사용한다. SI 기본 단위에는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 온도(K), 전류(A), 물질의 양(mol), 빛의 세기(cd)가 있다. 이러한 단위로 측정을 할 때 우린 그 측정한 값의 불확실도에 대해서 알아야 할 필요가 있다.

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실험 방법

실험 A. 피펫을 이용한 액체 옮기기와 부피 계산

1) 실험에서 설명한 피펫 채우개와 피펫의 사용법을 충분히 익힌다. (주의 : 피펫 채우개에 용액이 들어가지 않도록 한다. 용액이 들어가면 채우개가 손상되거나 채우개에 들어 있는 용액이 피펫에 담긴 용액을 오염시킬 수도 있다. )

 

2) 실험에 사용할 저울정보를 입력한다.

 

3) Distilled water로 pipette 내부를 깨끗이 헹군다. 세제는 사용하지 않는다.

 

4) 50㎖ beaker의 질량을 측정한다.

 

5) 10㎖ pipette에 distilled water 2㎖를 채우고 beaker에 옮긴다. ( pipette으로 옮긴 부피 측정 )

 

6) Distilled water가 담긴 beaker의 질량을 재고 2㎖를 채우고 질량을 재는 과정을 세 번 반복한다.

 

7) 25℃에서의 물의 밀도를 이용해 부피를 계산한다.

 

8) 부피의 평균값과 불확실도를 계산한다.

 

9) pipette으로 옮긴 부피와 질량으로 계산한 부피의 차이를 구한다.

 

실험 B. 버니어 캘리퍼스와 눈금 실린더를 이용한 금속의 밀도 측정

1) Chemical balance 위에 weighing paper를 올려 영점을 맞춘 후 지우개의 질량을 측정한다.

 

2) 지우개의 높이, 길이, 폭을 vernier calipers를 이용해 측정한 후 지우개의 밀도를 구한다.

 

3) Graduate cylinder(100㎖) 내부에 물방울이 생기지 않도록 distilled water로 헹군다.

 

4) Distilled water 50㎖를 넣고 부피를 측정한다.

 

5) 지우개를 Graduate cylinder 측면으로 물이 튀지 않게 조심히 넣고 완전히 잠긴 후 부피를 측정한다.

 

6) 지우개의 부피를 구하고, 밀도를 계산한다.

 

 

 

[일반화학실험]질량과 부피 및 밀도 레포트