물리화학실험 | 분몰랄 부피측정 - NaCl -H2O 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 무게를 알고 있는 계의 분몰랄 부피를 결정하고 그 특성을 알아본다. 
1) 용액의 이상성에 대한 개념을 배운다. 
2) 분몰랄 부피를 측정하는 방법을 배운다. 
3) 실험에 필요한 농도의 용액을 만드는 방법을 익힌다. 
4) 실험 기기를 다루는 기본적인 방법을 익힌다.

 

 

 

n_A몰 성분 A와 n_B몰 성분 B를 함유하고 있을때 2성분계 혼합물 용액의 크기 성질을 Y라 하면 그 분몰랄 부피는 다음과 같다.

 

 

 

분몰랄 양을 다음과 같이 정의하면

 

 

(1)식은

 

 

가 되고, (2)식을 적분하면 아래와 같다.

 

 

겉보기 몰랄 부피를 다음과 같이 정의 하면

 

 

여기서 V는 n_A몰 성분 A와 n_B몰 성분 B를 함유하고 있는 용액의 전체부피이고, V_A는 주어진 온도와 압력에서 순수한 A(용매) 1몰의 부피이다.

 

식 (4)를 정리하면

 

 

가 되며, 이 식 에 n_B대해서 미분하면 식(6)이 된다.

 

 

식 (3)의, Y_B, Y_A Y 대신에 V_B, V_A, V를 대입하고 V_A에 대해 풀면 다음 식을 얻는다.

 

 

식 (5), (6), (7)로부터

 

 

를 얻는다.

 

만일 Φ_A를 n_A, n_B 두 물질 A와 B의 이미 알고 있는 분자량 (M_A, M_B) 및 실험으로 결정한 용액의 밀도(P)로써 나타낼 수 있다면 식(6)과 (8)로부터 용액의 농도가 n_A 및 n_B로 주어질 때 이에 해당하는 V_B, V_A를 계산할 수 있다.

 

이렇게 하기 위해서 우선

 

 

를 식 (4)에 대입하여 Φ_V를 구한다.

 

 

농도를 몰랄 농도(m)으로 바꾸면 n_B =m, n_A=1000/M_A이므로 식 (9)는

 

 

이 된다.

 

그런데 M_A/V_A˚=P_A˚주어진 온도와 압력에서의 순수한 A의 밀도 이므로,

 

 

가 된다.

 

전자 계산 프로그램에서는 마지막 값 및 식(8)을 사용하여 구하고자 하는 양들을 계산한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 건조한 비중병 무게를 측정한다.

 

2) 증류수를 채운 비중병 무게를 측정한다.

 

3) 증류수를 채운 비중병을 항온조에 넣어 20℃, 25℃, 30℃에 각각 꺼내어 무게를 측정한다.

 

 

4) 2wt%, 4wt%, 6wt%, 8wt%, 10wt%, 12wt%의 NaCl용액을 만든다

 

5) 증류수와 같이 비중병에 넣어 무게를 측정한다.

 

6) NaCl용액을 넣은 비중병을 항온조에 넣어 20℃, 25℃, 30℃에 넣어 무게를 측정한다.

 

7) NaCl용액의 밀도를 계산한다.

 

8) 각 용액의 무게 퍼센트 조성을 이용하여 해당 용액의 몰랄농도를 계산한다.

 

9) %에 따른 NaCl용액에 겉보기부피를 구한다.

 

10) 결과값을 겉보기 부피와 몰랄농도의 제곱근을 이용해 그래프를 그린다.

 

11) 기울기와 절편값을 이용해 NaCl용액의 분몰랄 부피를 구한다.

 

 

[물리화학실험]분몰랄부피 측정 레포트