화공기초실험 | 물질의 분자량 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 쉽게 액화하는 화합물의 분자량을 (에탄올) 이용하여 이상 기체 상태방정식에서 분자량 측정해보기.
2. 에탄올을 이용하여 이상 기체 상태방정식에서 분자량 측정해보기.

 

 

 

이상기체 상태 방정식

분자 1몰의 질량을 분자량이라고 한다. 원자량은 탄소 원자의 동위윈소 가운 데 자연계에 가장 많이 존재하는 질량수 12의 탄소 동위원소를 기준으로 정의 된다. 즉, 질량수 12인 탄소 동위원자 12.00g에 들어 있는 탄소 원자의 수를 아보가드로 수라고 하고, 아보가드로 수 만큼의 원자 또는 분자를 분자량이라고 한다. 원자량과 분자량은 모든 화학 반응을 이해하는데 가장 기본적인 양 이다.

 

거의 모든 기체는 상온, 상압에서 이상 기체 상태 방정식을 만족하기 때문에 기체의 부피, 압력, 온도, 무게를 측정하면 이상 기체 상태 방정식으로부터 분자량을 결정할 수 있다(분자량이란 분자 1㏖의 질량).

 

P는 압력, V는 부피,T는 온도, n은 몰수, R은 기체상수

 

본 실험에서는 휘발성 기체인 에탄올을 이용해서 보다 쉽게 분자량을 측정할 수 있도록 하였다. 은박지 뚜껑을 씌우는 이유는 둥근 플라스크안에 다른 기체가 아닌 에탄올 기체만으로 채우기 위해서 이다. 그리고 물중탕할 시에 동시에 같은 열을 주어야 함으로 비커 끝까지 닿으면 안된다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 비어있는 둥근 플라스크의 질량(w₁)을 잰다.

 

2) 둥근 플라스크에 에탄올 3㎖를 넣고 은박지로 입구를 막은 후 가운데에 조그만 구멍을 뚫는다.

 

3) 액체에탄올이 증발하지 않고 유지될 때까지 물중탕으로 가열한다.

 

4) 유지되었을 때 물에서 꺼내는데 그 때의 물의 온도(T)를 측정한다.

 

5) 둥근 플라스크를 물에서 꺼내어 상온에서 냉각시킨다.

 

6) 냉각시킨 플라스크의 질량(w₂)을 잰다.

 

7) 둥근 플라스크를 깨끗이 비운 후 물을 채워 부피(V)를 잰다.

 

8) 이상 기체 상태 방정식에 실험값을 대입하여 에탄올의 분자량을 구한다.

 

 

 

[화공기초실험] 물질의 분자량 측정 레포트