물리화학실험 | 물의 증기압 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 물의 온도 변화를 통해 이에 따른 증기압과 증발열을 측정
2. Clausius-Clapeyron식을 사용하여 증발열을 구한다.

 

 

 

Vaporization

액체에서 기체로 변화하는 과정으로 액체내의 비교적 강한 분자간 인력을 극복하기 위해 에너지가 소모되는 것이므로 발열 반응

1. 증발열(Heat of Vaporization) : 기압의 압력에서 액체 1mol이 증발하는데 필요한 에너지, 단위 : J/mol

 

2. 증기압(Vapor Pressure) : 평형 상태에서의 증기의 압력을 액체의 평형 증기압 혹은 증기압온도에 의존

 

 

Pressure of Gases

① 압력(Pressure) : 어떤 면의 단위 넓이에 작용하는 힘

② 기체의 압력 : 기체 분자의 충돌에 의해서 그릇의 벽의 단위 면적에 작용하는 힘 → 기체상태는 압력을 함께 나타냄.

③ 단위(Units) : Pa(파스칼). 1Pa=1N/m²

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

① 먼저 기압계로 대기압을 정확히 측정

 

② 10㎖ 눈금 실린더에 물을 2/3정도 채운 후 손가락으로 위를 막은 뒤 물로 채워진 큰 비커에 거꾸로 세워 바닥까지 담근다.

 

 

③ 4~5㎖의 공기가 눈금 실린더에 들어있어야 하고, 비커에 물을 채워 실린더 속 공기가 들어 있는 부분이 비커의 물 속에 완전히 잠기도록 한다.

 

④ 비커를 약 80℃까지 가열하면서 실린더 내의 기체 부피를 관찰

 

⑤ 기체의 부피가 눈금 실린더의 눈금을 초과할 때 가열을  멈추고 물을 식힌다.

 

⑥ 부피 측정 시 눈금 실린더의 물 높이가 비커내의 수면 높이와 동일하 지 않으면 내부 기체압력과 대기압이 정확하게 일치하지 않으므로, 눈금 실린더와 비커의 물높이를 맞춘 뒤 부피를 측정

 

 

⑦ 부피 측정시 거꾸로 된 매니스커스를 보정하기 위하여 측정값에서 0.2㎖를 뺀다.

 

⑧ 온도를80℃부터 50℃까지 5℃간격으로 기체의 부피와 물의 온도를 측정

 

⑨ 온도가 50℃에 도달한 후 3L비커 주위를 냉각시켜 5℃이하로 낮추고 이 때 기체의 부피와 물의 온도를 측정

 

⑩ 각 온도에서 측정한 기체의 부피로부터 기체 혼합물 중에 공기의 분압을 공기의 몰 수와 이상기체 상태방정식

 

⑪ 각 온도에서 물의 증기압을 돌턴 분압 법칙 (P_대기압 = P_공기압+P_증기압)으로 계산

 

⑫ 클라우지우스-클라페이롱 식을 이용하여 증발열을 구한다.

 

 

 

[물리화학실험]물의 증기압과 증발열 레포트