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  물리화학실험 | 2-성분계의 상(phase) 그림 TIP  1. 2-성분 평형계에 대해 이해하고, 일정 압력하의 2성분계의 임계온도와 임계 농도 측정 2. 2-성분계의 상그림 이해   실험 요약본 실험은 phenol과 물의 조성에 변화를 주어 상변화가 일어나는 온도를 측정하여 상그림을 그리는 실험이다. phenol은 어는점이 40℃이상이기 때문에 상온에서는 고체이다. 그래서 phenol과 물이 담긴 소켓을 75℃의 항온조에 잠시간 방치하여 녹인 후 서서히 식혀 조성에 따라 상이 변하는 온도를 측정하고 위층과 아래층의 높이가 50 : 50으로 되는 지점인 임계온도를 확인하였다.  실험 방법1. 실험 과정1) 10개의 vial을 준비하고 각 용액을 아래 표와 같이 준비 한다.용액번호12345678910Phenol(g)1.01.52.02.53.03.54.05.. Chemistry/물리화학 2024. 5. 21.

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  물리화학실험 | 순환 전압 전류법(CV) TIP 1 가역적 전기화학 반응의 CV곡선을 얻고, E0 값을 구하여 문헌값과 비교한다. 2 피크 전류값과 전해질 농도와의 혹은 주사속도와의 선형적 관계를 파악한다. 전위 주사 실험 전위 주사 실험에서는 작동 전극의 전압을 시간에 따라 직선적으로 변화시키며 전류를 측정한다. 선형주사전압(linear sweep voltammetry, LSV): 초기전압에서 최종전압까지 한 번의 전압 변화를 주는 경우. 순환 전압-전류법(cyclic voltammetry, CV): 초기전압에서 최종전압까지 도달했다가 다시 초기전압으로 돌아오도록 하는 경우. 농도 변화는 없고 지지 전해질을 사용해서 이온의 이동을 무시할 수 있다고 가정한다. 전극의 면적이 작다고 가정하여 확산은 전극의 수직방향으로 선형 확산만 가능하다. 실험.. Chemistry/물리화학 2024. 2. 29.

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  물리화학실험 | Kinetics of a Reaction TIP 실험을 통해 반응의 반응속도를 측정하고 산에 존재하는 브롬화이온에의해 아이오딘화 이온이 산화되는 반응의 반응속도식을 구한다. 반응속도식 반응속도는 반응물질의 농도에 따라 달라진다. 화학 반응은 반응물질 입자가 접촉하여야 일어날 수 있기 때문에 반응속도는 반응물질 입자의 충돌수에 비례하게 된다. 반응물질의 농도가 크면 클수록 반응물질 사이의 충돌수가 커져 반응이 일어날 가능성이 커지기 때문이다. 따라서 반응속도는 반응물질 농도의 함수로 나타내어 진다. 여기서 반응속도와 반응물질 농도와의 관계를 나타낸 식을 반응속도식이라고 한다. 그런데 반응속도식은 화학반응식만 보고 그 식을 나타낼 수는 없으며 실험으로 얻은 결과를 바탕으로 결정될 수 있다. 실험 방법 Part 1. 용액 한방울의 부피 구하기 1. .. Chemistry/물리화학 2023. 7. 17.

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  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 액.. Chemistry/물리화학 2023. 6. 17.

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  물리화학실험 | Time-resolved Thermal Lens Calorimetry with a He-Ne laser TIP 광 시스템(optical system)의 구성과 작용에 대한 일반적인 내용을 이해하고, 열적 렌즈 효과(thermal lens effect)를 관찰하여 물질의 광학적 성질을 어떻게 열용량 등 열역학적 성질이나 다른 물질적 성질(흡광계수 등)의 측정에 이용할 수 있는지를 알아본다. Oscilloscope 분광학은 화학 분석, 분자의 구조 규명, 분자동역학 등 아주 다양한 영역의 화학 연구에서 활용되고 있다. 레이저를 광원으로 사용하는 레이저 분광학은 레이저가 갖는 단파장, 직진성, 강한 세기로 종전의 램프로는 가능하지 않은 분광학의 영역에 이용되고 있다. 분광시스템은 일반적으로 광원(source), 단색광장치(monochrometer), 광 검출기(photo detector), 디스플레이로 구성되어.. Chemistry/물리화학 2023. 5. 11.

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  물리화학실험 | 평형 분배 TIP 1. 서로 섞이지 않는 두 용매에서 용질의 평형 분배 고찰해 본다. 2. 물질의 용매에 의한 추출의 개념 이해, 물과 1-부탄올 사이의 아세트산의 분배계수 측정 및 추출 효과 확인, 분배계수 결과 처리(계산)과정을 이해한다. 실험 배경 추출은 추출 용매를 이용해여 혼합물로부터 어떤 용질을 분리하는 선택적 과정이다. 두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물 속에서 특정한 물질을 용해할 수 있는 용매를 사용하여 성분을 분리해 내는 방법을 추출이라 한다. 서로 섞이지 않는 두 용매 사이에서 일어나는 용질의 평형 분배는 두 용매에 대한 용해도에 근거를 두며, 적은 양의 추출 용매를 여러 번 사용하는 것이 같은 양의 용매를 한 번 사용하는 것보다 효율적이다. 평형분배는 어떤 용질이 서로 접촉하고 있지만 혼.. Chemistry/물리화학 2023. 4. 29.

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  물리화학실험 | 두 용매사이에 용질의 분배 TIP 서로 섞이지 않는 두 종류의 용매에 제3의 물질인 용질을 용해시켜 용해되는 용질의 농도를 측정하여 분배계수를 구해본다. 평형 분배 용질이 두개의 서로 섞이지 않는 용매에 각각 녹아 들어가서 평형을 이루고 두 용액에서의 용질의 농도는 불균일상 평형분배 상수로 관계되어진다. 용질이 한 용매나 혹은 두 용매 안에서 이온화, 해리 또는 회합하는 경우에는 분배는 꽤 까다롭게 될 수도 있지만, 이런 까다로운 점을 질량보존과 질량작용의 법칙으로 고려하면 역시 불균일상 분배평형의 일반적인 법칙을 그대로 따른다. 여기에서는 두 가지 불균일상 평형을 생각한다. 하나는 분배되는 분자가 두개의 용매 사이에서 같은 형으로 있는 경우, 다른 하나는 분배되는 분자가 한 용매 안에서 이합체로 회합되는 경우이다. 실험 방법 1.. Chemistry/물리화학 2023. 4. 26.

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  물리화학실험 | 평형 분배 TIP 점도계를 이용하여 점도를 측정할 수 있고, 농도에 따른 점도의 변화를 알 수 있다. 점도(Dynamic viscosity) 액체나 기체의 흐름에 대한 내부적인 마찰력이나 저항. 즉 액체의 끈끈한 성질. = 한 층의 액체가 다른 층을 지날 때 생기는 저항. 액체의 흐르는 속도는 그 액체의 점성도에 의해 결정. (점성도↑-유동성↓) 1. 단위 : ㎏/m·s , Pa·s (SI단위), P = g/㎝·s (CGS단위) 2. 1 poise (P, 푸아즈) : 1초 사이에 1g인 유체가 1㎝ 이동하는 상태. 점도는 유체의 흐름 저항을 나타내며 유체 내의 내부 마찰과 관련이 있는 유체의 중요한 특성이다. 가장 일반적인 유형의 흐름 거동은 전단력 (전단력)에 따라 유체 층이 서로 상대적으로 움직이는 전단 흐름이.. Chemistry/물리화학 2023. 4. 24.

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  물리화학실험 | 액체-증기평형 TIP 1. benzene 50㎖ + methanol 소량 첨가 (1, 2, 3, 4, 5 ㎖) 와 methanol 50㎖ + benzene 소량 첨가 (1, 2, 3, 4, 5 ㎖) 의 용액을 가열하여 액화된 증기의 굴절률을 측정한다. 2. 굴절률실험에서 측정한 benzene 및 CH3OH 혼합액의 굴절률를 가지고 함께 끓는 혼합물의 온도-조성 그래프를 그릴 수 있다. 불변 끓음 혼합물 ‘함께 끓는 혼합물’이라고도 한다. 일반적으로 용액을 증류하면 끓는 데 따라 조성이 변하며, 끓는점도 상승 또는 하강하는 것이 보통이다. 그러나 특별한 성분비의 액체는 순수액체와 같이 일정한 온도에서 성분비가 변하지 않고 끓는데, 이때 용액과 증기의 성분비는 같아진다. 이 경우 계는 공비상태에 있다고 하고, 그 성분비를.. Chemistry/물리화학 2023. 4. 7.

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  물리화학실험 | 이온 세기 효과 TIP 1. Dehye-Huckel 이론으로 이온세기와 전화관련 식을 볼 수 있다. 2. 활동도계수 식을 이용해서 값을 구한다. 이온 세기(Ionic Strength) 이온 용액을 이야기 할 때 이온 세기가 늘 등장하게 된다. 여기서 합셈은 용액 속에 존재하는 모든 이온에 걸쳐서 합해 주어야 한다. 여기서 생각하는 경우처럼 두 종류의 이온만이 존재하고 그 몰랄 농도가 m 일 때는 이온 세기가 다음과 같이 된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) AgNO3 1g을 물에 녹인다. 따라서 농도가 높다. 2) 각 시약병에 25㎖씩 취해서 삼각플라스크에 넣는다 3) 증류수 15㎖와 6M HNO3 5㎖를 넣는다. 4) 0.1M 용액 1㎖ 넣어준다. 5) 0.1N KSCN용액으로 적정한다. (붉은 색이 사라지지 않을때.. Chemistry/물리화학 2023. 4. 4.

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  물리화학실험 | 전기전도도 측정 TIP 전기 전도도는 물질 내에서 전류가 잘 흐르는 정도를 나타내는 양을 말한다. 전기저항의 역수로서, 단위는 S/m(지멘스미터)이다. 일반적으로 전기전도도는 전하를 운반하는 입자의 수, 그 하전량과 이동도의 곱에 비례한다. 이것들의 양은 전기적 조건·온도·압력·빛 등의 외적 조건에 의해서 변하고, 물질의 구조에 크게 좌우된다. 이것의 이론이 되는 전기 화학에 대해서 자세히 알아보고 전기전도도를 측정하여보자. 전기전도도[electric conductivity,전기전도율] 고유전기저항의 역수로서, 도전율이라고도 한다. 단위는 Ω/m(모매미터) 또는 Ω/㎝(모매센티미터) 또는 S/m(지멘스매미터)이다. 단, 전선 등 도선의 전기전도율은 보통 국제적으로 정해진 표준연동의 전기전도율과의 비를 백분율로 나타내므로.. Chemistry/물리화학 2023. 2. 14.

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  물리화학실험 | 순수 액체의 증기압 측정 TIP 액체의 증기압을 동적인 방법을 통해서 약 300 mmHg에서 760 mmHg의 범위에 걸쳐서 측정하고, 증기압 자료로부터 평균증발열을 계산해 보이는데 있다. 그릇에 물을 담아 두면 시간이 흐름에 따라 그 양이 점점 줄어, 결국 모두 없어진다. 이것은 표면의 물 분자가 인력을 극복하고 떨어져 나가 기체가 되기 때문인데, 이를 증발(evaporation)이라 한다. 만약 물이 담긴 그릇에 뚜껑을 덮어두면, 물의 양이 처음에는 조금 줄어들지만 어느 정도 지나면 더 이상 줄어들지 않는다. 즉, 처음에는 뚜껑이 없을 때와 마찬가지로 증발이 일어나지만, 밀폐된 공간에서 기체 상태의 물이 많아지면 그 중 일부는 다시 액체 상태로 되돌아간다. 일정한 시간이 지나면 액체 상태에서 기체 상태로 되는 분자 수와 기체.. Chemistry/물리화학 2022. 9. 19.

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  물리화학실험 | 액체의 점도 측정 TIP Ostwald 법을 이용하여 액체의 점도를 측정하고 점도가 온도에 따라 어떻게 달라지는 지를 살펴본다. 한 종의 액체가 다른 층의 액체를 지날 때 겪는 저항을 점성도 또는 점도라 한다. 보통의 경우 유동성이 큰 액체인 물은 유동성이 작은 액체인 타르보다 점도가 작다라고 한다. 액체가 고체의 관을 흘러갈 때 관 표면에 접해서 이동하는 액체의 경우 정지해 있다고 볼 수 있다. 이때 난류나 소용돌이 흐름이 발생하지 않는 흐름을 층류라 하며 일정 방향의 벡터를 가진다. 점도는 층류에서 발생된다. 이러한 층류에서 유체의 흐름을 방해하려고 하는 성질을 점도라 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) Ostwald 점도계를 증류수로 세척해준다. 2) Ostwald 점도계 B부분 고무피펫 훨러로 막아준 뒤, A쪽.. Chemistry/물리화학 2022. 9. 12.

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  물리화학실험 | 비누화 반응 TIP 1. NaOH와 초산 에틸을 회분식 반응기에서 반응하도록 하여 이 반응이 실제 2차 반응인가를 알아 보고, 이 반응에대한 속도정수를 계산한다. 반응성분 농도의 미세 변화를 측정하고, 적분법 또는 미분법에 의해 해석한다. 2. 본 실험에서는 고정된 온도(25℃)에서의 농도 의존성만을 고려하고, 실험정보를 얻는 장치를 회분식 반응기로 하여 각 시간에 따른 반응물의 양을 측정한다. 그리하여 반응속도식을 추정할 수 있다. CH3COOC3H5 + NaOH ⇄ CH3COONa + C2H5O 화학 평형에서는 정반응과 역반응이 모두 일어날 수 있다. 생성물이 형성된 후 이들이 다시 반응해서 원래의 생성물로 되돌아 갈 수 있으므로 알짜 반응 속도는 ‘정반응 속도’에서 ‘역반응 속도’를 뺀 것이다. 즉, 측정된 농.. Chemistry/물리화학 2022. 8. 31.

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  물리화학실험 | 가스의 임계점 TIP 1. 일반적으로 기체는 그 임계온도보다 훨씬 높은 온도에 있으면 이상기체로서의 성질에 가까워져 보일-샤를의 법칙 pV=nRT를 만족하게 된다. 2. 실제 가스에 대한 여러 상태 열방정식이 있는데, 본 실험에서는 van der Waals 방정식을 선택해서 ethane, sulphur hexafluoride의 PVT-Data를 측정하여 van der Waals 상수를 결정하고자 한다. 가스의 PVT 거동은 가끔 이상기체 상태방정식(법칙) (PV=nRT)에 따르는 것으로 간주된다. 그러나 높은 압력과 낮은 온도에서 모든 실제 가스는 이상기체 법칙으로부터 다소 넓은 편차를 보인다. 실제 가스에 대한 상태 열방정식을 만들기 위하여 몇 가지 접근 방법이 있었다. (EX. van der Waals 방정식, B.. Chemistry/물리화학 2022. 8. 10.

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  물리화학실험 | 설탕의 당화공정 TIP 1. 산의 농도가 설탕이 가수분해되는 속도에 미치는 영향을 알아본다. 2. 수소이온을 촉매로 하여 설탕(sucrose)이 가수분해되는 전화속도를 분광광도계를 사용하여 동력학적 해석을 한다. 촉매가 반응 속도에 미치는 영향 1. 정촉매 : 보다 쉽게 반응이 일어날 수 있는 경로를 제공 → 활성화 에너지를 감소 → 반응을 일으킬 수 있는 입자수 증가 → 유효 충돌 횟수 증가 → 반응이 빨라짐 (부촉매의 경우는 반대) 2. 촉매는 반응 전이나 후에 변하지 않고, 반응 종결시 원래의 상태로 회복된다. 3. 촉매는 반응물이 아니라 단지 중간 생성물일 뿐이므로 촉매를 사용하더라도 최종 생성물의 농도는 변하지 않고 반응 속도만 빠르게 한다. 실험 방법 1. 검량선 만들기 1) 포도당의 농도를 각각 10, 20.. Chemistry/물리화학 2022. 7. 18.

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  물리화학실험 | UV-VIS 분광법 TIP UV-VIS 분광법 원리를 이해하고 UV-VIS분광법을 이용하여 미지시료의 농도 알아내기 UV-VIS 분광법 어떤 물질이 어느 파장의 빛을 흡수하며 그 흡광도는 얼마나 되는지 측정하는 기기장치로써 정량 및 정성분석에 널리 사용되고있다. 주로 200㎚-800㎚ 자외선과 가시광선 범위에서 사용된다. UV-VIS의 분광법의 원리는 원자나 분자가 외부로부터 빛에너지를 받으면 전자들이 빛을 흡수하여 전이를 일으킨다. 바닥 상태에 있는 원자나 분자는 그 종류에 따라 특정 파장의 자외 및 가시선을 흡수한다. 이때 빛의 에너지를 흡수하면 착물의 색은 보색으로 나타난다. 물질이 흡수하는 파장은 물질의 종류 또는 조성을 알 수 있고 흡수하는 빛의 세기 즉 흡광도를 통해 원자나 분자의 농도를 알 수 있다. 실험 방법.. Chemistry/물리화학 2021. 12. 18.

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  물리화학실험 | 용액으로부터 용질의 흡착 흡착의 종류 ① 물리흡착 물리흡착은 dipole-dipole interaction, induced dipole과 같은 2차 인력에 의한 흡착이다. 이 때문에 기체 분자의 응축과 유사하며 단분자층 형성 시 몰 당 평균 흡착열은 액화열의 2배보다 작아 (8～20 kJ/㏖) 크지 않다는 특징이 있다. 물리흡착은 활성화 에너지를 필요로 하지 않으므로 표면에 충돌과 동시에 흡착이 일어나게 된다. 더불어 물리흡착은 완전 가역, 즉 압력이나 온도변화에도 가역적이다. 또한 그에 작용하는 힘 때문에 흡착질이 선택적이라는 특징을 가지고 있다. 물리 흡착된 분자는 표면의 영향으로 변형될 수는 있지만 그 본질은 그대로 유지되며 이 힘에 대하여 흡착된 흡착 분자들은 서로 응집하게 되고 다중층 흡착을 하게 될 가능성이 높아진다... Chemistry/물리화학 2021. 12. 2.