물리화학실험 | 표면 장력

 

 

 

TIP

 

 

모세관 상승법과 고리방법을 이용하여 에탄올-물 혼합용액에 대하여 표면장력을 측정하고 혼합 비율에 따라 표면장력의 변화를 비교해보는 것이다.

 

 

 

표면장력

표면장력이 생기는 것은 액체의 분자간 인력의 균형이 액면 부근에서 깨지고, 액면 부근의 분자가 액체 속의 분자보다 위치에너지가 크고, 이 때문에 액체가 전체로서 표면적에 비례한 에너지(표면 에너지)를 가지기 때문이며, 이것을 될 수 있는 대로 작게 하려고 하는 작용이 표면장력으로 나타난다. 표면장력은 단순히 액체의 자유표면뿐만 아니라 섞이지 않는 액체의 경계면, 고체와 기체, 고체와 고체의 접촉면 등, 대체로 표면의 변화에 대한 에너지가 존재할 때 생기는 현상이다.

 

일반적으로 표면장력은 액면의 근소한 더러움에도 영향을 받으며, 더러운 액체 표면에는 액체 내부와는 관계없이 표면장력의 크기에 기인하는 표면 독자적인 운동이 나타난다. 표면장력의 세기는 액면에 가정한 단위길이의 선의 양쪽에 작용하는 장력에 의해 표시된다. 그 값은 액체의 종류에 따라 결정되는 상수이지만, 온도에 따라서도 변한다.

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실험 방법

1. 모세관 상승법

1) 물-에탄올 혼합용액을 (0, 20, 40, 60, 80, 100)% 6가지 시료를 제조한다.

 

2) 샤알렛에 각 부피% 조성을 모세관 끝의 파란부분이 잠기도록 혼합용액을 붓는다.

 

3) 모세관을 수직으로 세워 표면장력에 의해 모세관 끝으로 용액이 올라온다.

 

4) 액막에서 모세관을 들어올릴 때 모세관의 부피가 변하지 않도록 모세관 끝을 손가락으로 막고 들어올린다.

 

5) 자를 이용하여 모세관의 높이를 측정하고 3회 측정하여 평균값을 택한다.

 

2. 고리 방법

1) 표면장력계에 백금고리를 걸고 시료를 준비한다.

 

2) 표면장력계에 백금고리의 원주길이, 반지름, 내형 반지름, 시료의 밀도, 현재온도 입력한다.

 

3) 고리가 잠겼다가 올라갈 때 표면장력이 구해져 표면장력계 화면에 도출된다.

 

4) 각각의 표면장력도 순차적으로 동일한 방법으로 시행하며 시료를 변경할 때 마다 각 고리도 변경한다.

 

 

[물리화학실험]표면 장력 레포트