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  물리화학실험 | Phase Diagram of Binary Solid System TIP 1. 어는점 측정을 통해 이성분 유기 혼합물계에 대한 온도-조성 도표를 작성하고, 이것을 이용하여 이성분 응축계에 상법칙이 어떻게 적용되는지 알아본다 2. 서로 다른 녹는점을 가진 naphthalene과 p-dichlorobenzene 혼합물의 냉각 온도 변화를(어는점 측정) 살펴보고 phase diagram을 그린다. Phase(상) 물리학·화학 용어로, 어떤 물질이 어느 부분에서건 물리적·화학적으로 같은 성질을 나타낼 때를 표현하는 것이다. 기체상, 액체상, 고체상이 존재하고, 하나의 상으로 이루어지는 균일계와 2개 이상의 상으로 이루어지는 불균일계로 나뉜다. 어떤 물질의 어느 부분을 취해도 물리적·화학적으로 같은 성질을 나타낼 때, 그 물질은 하나의 상을 이룬다고 한다. 예를 들면, 공기는 .. Chemistry/물리화학 2020. 5. 8.

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  물리화학실험 | Effect of Ionic Strength on Solubility - 이온 세기 효과 TIP 1. 용액의 이온 세기에 따른 이온의 활동도 계수를 구하는 실험이다. 이러한 활동도 계수는 평형상수와 용해도로부터 계산할 수 있을 것이고, 그럼으로써 이들 사이의 연관성에 대해서도 본 실험을 통해 이해할 수 있다. 2. 수용액에서의 염의 용해도는 다른 종류의 전해질이 존재하는 경우에 달라질 수 있는데 그 이유는 Ⅰ) 공통이온 효과에 의한 것, Ⅱ) 염을 구성하는 이온이 포함되는 화학 반응에 의한 것, Ⅲ) 용액의 이온 세기가 달라짐으로써 이온의 활동도계수가 변함에 의한 것 등이다. 이들 경우에서 첫 번째와 두 번째는 농도로 표현된 근사적인 평형상수를 고려하면 쉽게 이해할 수 있다. 3. 본 실험에서는 세 번째 경우를 살펴보기 위하여 활동도로 표현된 열역학적 평형상수를 고려하고자 한다. 이때 평형상.. Chemistry/물리화학 2020. 4. 30.

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  물리화학실험 | Dew Point Temperature Measurement by He/Ne Laser - 빛의 회절을 이용한 이슬점 측정 TIP 회절된 레이저 빛의 세기를 이용하여 이슬점의 온도를 측정할 수 있다. 어떤 온도의 공기를 일정 압력하에서 온도만 내리면 그 관계 온도(또는 비교온도)가 점점 증대하여 결국에는 포화상태(포화공기)에 달하고 그 이후는 공기 중의 수증기가 응결(congulation)하기 시작한다. 이 한계의 온도를 처음 습윤공기의 노점(이슬점)이라고 한다. 다시 말하면 일정량의 습윤공기(절대습도 H)를 냉각해도 그 속에 함유되어 있는 수증기의 양은 불변이므로 H는 변하지 않지만 온도가 낮을수록 공기의 포화습도 HS의 값은 작으므로 당연히 H/HS의 비는 상대적으로 커지고 결국에는 이 비가 1(100%)이 된다. 다른 견해로는 온도 t에서의 어느 습윤 공기 중의 수증기 분압 PV와 같은 수증기의 분압을 가진 포화공기의 .. Chemistry/물리화학 2020. 4. 25.

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  물리화학실험 | 초산에틸의 검화반응 TIP 1. 반응속도식은 온도와 시간의 함수로 나타나는데 이는 실험을 통한 Data의 해석을 통해 구해진다. 즉 온도를 일정하게 하고 시간의 변화에 따른 농도의 변화 Data를 통해 반응속도를 구하는 방법과 농도를 일정하게 하고 시간의 변화에 따른 온도의 변화를 통해 반응속도를 구하는 방법이 있다. 2. 온도를 일정하게 유지시킨 상태에서 초산에틸의 검화(saponification, 비누화)반응을 통해 이 반응의 반응속도상수를 구하고, 이 반응이 실제로 2차 반응으로 일어나는 가를 알아보고자 한다. 또한 이 반응에 대한 속도상수를 상이한 온도에서 측정하여 반응의 활성화 에너지를 계산한다. 초산에틸의 알칼리수용액중에서 가수분해반응이 2차 반응인가를 알아보고, 이 반응에 대한 속도상수를 상이한 온도에서 측정하.. Chemistry/물리화학 2020. 4. 21.

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  물리화학실험 | Dilute Solution Viscosity of Polystyrene - 폴리스티렌의 고유점도 측정 TIP 고분자의 고유점도를 측정하고 고분자의 분자량과 고유점도의 관계를 이해한다. 점성도(Viscosity) 유체 점성의 크기를 나타내는 물질 고유의 상수를 말하며 점성률 또는 점도라고도 한다. 흐름방향 x축에 직각인 y축 방향에서 유속 υ에 변화가 있을 때 x축에 평행인 면 안에 유체의 속도기울기에 비례하는 변형력 X = η∂υ/∂y가 작용하는데 이 때 비례상수 η가 점성도이다. 용융점도 용융상태에 있는 물질의 점도를 말한다. 플라스틱의 용융점도는 성형성에 직접 관계하는 중요한 인자이며, 분자 구조나 중합도 등에 의해 개개의 플라스틱 재료의 용융점도가 달라지는 것은 물론이지만, 온도, 압력, 전단속도, 충전재나 배합제의 유무등에 따라서도 크게 변한다. 따라서 동일 조건에서 측정한 수치를 비교할 필요가 .. Chemistry/물리화학 2020. 4. 10.

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  물리화학실험 | Flash Photolysis of Disperse Orange 1 - Flash Photolysis TIP 1. Disperse orange 1(4-anilino-4'-nitroazobenzene)의 섬광분해(flash photolysis)를 통해 시스형 → 트랜스형 이성질화 반응에서 용매가 반응 속도에 미치는 영향을 관찰한다. 2. 반응속도론을 이용하여 그 메커니즘을 규명한다. AzoBenzene 1. AzoBenzene Isomerization 대표적인 방향족 아조화합물로 시스형과 트랜스형 기하이성질체가 있다. 트랜스형은 오렌지 색 결정으로 나이트로벤젠을 아연과 수산화나트륨에 의해 환원시키면 생긴다. 시스형도 트랜스형과 마찬가지로 오렌지색 결정이나, 불안정하여 차차 트랜스형으로 된다. 트랜스형에 빛을 쬐면 시스형이 된다. 트랜스형인 아조벤젠은 유기용매에는 잘 녹으나 물에는 잘 녹지 않는다. 2. 아.. Chemistry/물리화학 2020. 4. 2.

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  물리화학실험 | Flash Photolysis of Disperse Orange 1 TIP 1. Disperse orange 1(4-anilino-4'-nitroazobenzene)의 섬광분해(flash photolysis)를 통해 시스형 → 트랜스형 이성질화 반응에서 용매가 반응 속도에 미치는 영향을 관찰한다. 2. 반응속도론을 이용하여 그 메커니즘을 규명한다 아조벤젠의 성질 1. 아조벤젠의 이성질체 (trans형, cis형) 대표적인 방향족 아조화합물로 시스형과 트랜스형 기하이성질체가 있다. 트랜스형은 오렌지 색 결정으로 나이트로벤젠을 아연과 수산화나트륨에 의해 환원시키면 생긴다. 시스형도 트랜스형과 마찬가지로 오렌지색 결정이나, 불안정하여 차차 트랜스형으로 된다. 트랜스형에 빛을 쬐면 시스형이 된다. 트랜스형인 아조벤젠은 유기용매에는 잘 녹으나 물에는 잘 녹지 않는다. 2. 아조벤.. Chemistry/물리화학 2020. 3. 24.

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  물리화학실험 | The Visible Spectra of Cyanine Dyes TIP 1. 대칭 폴리메타 염료인 Cyanine dyes의 visible spectra를 측정해 본다. 2. 자유 전자 모델을 이용하여 에너지 준위들에 대해 The electron-in-a-box model을 적용해 본다 3. Dye solution in method의 흡광도를 측정한다. 4. Spectrum에서 나온 실험값과 이론값을 비교하여 상대오차를 구한다. Quantization(양자화) 크립토사이아닌(1,1-diethyl-4,4-carbocyanine iodide) 양이온은 두 개의 공명구조를 갖는다. 사슬에 존재하는 각 탄소 원자와 끝에 존재하는 각 질소 원자는 3개의 σ결합에 의해 3개의 원자들과 결합을 형성하고 있다. 그리고 사슬의 탄소 원자에 존재하는 여분의 원자가 전자와 2개의 질소 원.. Chemistry/물리화학 2020. 3. 18.

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  물리화학실험 | 수용액의 전기전도도 측정 - NaCl과 CH3COOH TIP 1. 강전해질과 약전해질을 넓은 범위의 농도에서 전기 전도도를 측정하여 수용액의 전도도를 결정하는 과정을 알아본다. 2. 강전해질과 약전해질인 염화나트륨과 식초산 용액의 전도도를 상당히 넓은 농도 범위에서 측정하여본다. 3. 식초산의 이온화도와 이온화 상수를 실험자료로부터 각 농도마다 계산한다. 4. 약간 녹는 염의 용해도를 전도도 측정으로 결정한다. Electrolytes 용매에 녹았을 때 이온으로 해리하여 용액이나 용융상태로 전기를 통과시키는 물질을 전해질이라고 한다. 전해질은 약전해질과 강전해질, 양성전해질, 무기 및 유기전해질, 고분자 전해질 등으로 분류된다. 이온은 정(+) 또는 부(－)의 전하를 가진 이온간에 작용하는 Coulomb의 정전기력 포텐셜은 입자간 거리 r에 역비례하기 때문에.. Chemistry/물리화학 2020. 3. 10.

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  물리화학실험 | 용해도법에 의한 용해열 측정 TIP 1. Oxalic Acid의 용해도를 세 온도에서 측정한다 2. 질량을 구한 다음 Vantˊs Hoff 방정식에 적용하여 유기산(Oxalic Acid)의 용해열을 결정하는데 있다 Dissolution 1. 기체 ․액체 ․고체인 물질이 다른 기체 ․액체 ․고체와 혼합하여 균일한 상태로 되는 일. 2. 보통은 균일상태가 액체인 경우, 특히 액체에 기체 또는 고체가 혼합하여 액체로 되는 일을 말하며, 액체에 액체가 용해하는 경우는 혼합이라고 한다. 3. 용해의 원리 ① 용질과 용매의 분자 구조가 비슷하거나 같은 원자단이 있으면 ☞ 잘 용해됨 (예) 설탕(-OH 있음),에탄올(C2H5-OH)등은 물(H-OH)에 잘 용해 ② 전기적 성질 (극성 및 비극성)이 비슷하면 ☞ 잘 용해 4. 염화나트륨(이온성 결.. Chemistry/물리화학 2020. 3. 2.

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  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 작용하.. Chemistry/물리화학 2020. 2. 18.

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  물리화학실험 | Absorption of an Organic Acid Activated Carbon in Aqueous Medium - 활성탄의 흡착도 TIP 1. 일정한 온도에서 용질농도의 함수로 수용액과 활성탄 표면 사이에 유기산의 평형분배를 결정 2. 식초산수용액에서 초산이 활성탄에 흡착되어 초산수용액과 평형에 있을 때의 용액의 농도와 흡착된 초산의 양 사이에 평형관계가 성립 3. 수용액 상의 아세트산이 활성탄에 흡착될 때의 흡착 등온식을 결정 Absorption 흡착은 평형상태로 고려할 수 있으므로 계의 자유에너지를 최소로 하는 계면의 상태를 열역학적으로 구하여 Gibbs는 일반식을 구하였다. Gibbs의 흡착식은 계면자유에너지의 농도에 의한 변화와 흡착량의 관계로서 나타내며, 흡착은 계면장력과 밀접한 관계가 있다. 용액에서 고체에 의한 흡착평형을 고찰하는 경우에는 계면장력의 변화를 측정할 수 없으므로 계면에 있어서 흡착량과 액상 내부농도의 고체.. Chemistry/물리화학 2020. 2. 11.

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  물리화학실험 | Molecular Weight of Liquid by Steam Distillation - 수증기 증류에 의한 분자량 측정 TIP 1. 서로 혼합이 되지 않는 두가지 물질의 혼합물을 동시에 증류시키는 수증기 증류를 이해한다. 2. 증기 증류에 의해 분리되는 서로 다른 물질의 분자량을 측정한다. 3. 클로로벤젠의 분자량을 구할 수 있다. 4. 액체가 끓는 원리와 분압의 법칙을 이해한다. Distillation 어떤 혼합 용액을 가열하여 그 일부를 증발시켜 발생한 증기를 다른 장소에서 회수하여 응축시키는 조작(단증류) 액체를 비등시켜 증기 상태로 만든 것을 다시 냉각시켜 액체 상태로 만듦 서로 다른 성분으로 된 액체 혼합물의 물질 분리 기능 Principles of Distillation 1. 끓는점 증기압 = 대기압 인 점에서 끓기 시작 증류할 때 처음에 증발해 나오는 것은 끓는점이 낮은 물질이고, 나중에 나오는 것일수록 끓는.. Chemistry/물리화학 2020. 2. 6.

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  물리화학실험 | The Bromination of Acetone - 아세톤의 브롬화 반응 TIP 1. 아세톤의 브롬화반응의 반응속도식과 속도상수를 결정한다 2. 속도상수를 이용하여 0차 반응이 성립되는가를 확인한다 3. 반응의 활성화 에너지를 두 개 혹은 그 이상의 여러 온도에서 얻은 반응속도를 써서 계산한다 Substitution Rxn of Acetone 아세톤의 브롬화반응은 반응속도론적으로 아주 편리한 치환반응이다. 반응의 진행과정은 브롬농도가 줄어드는 것으로 쉽게 측정할 수 있다. 브롬농도는 다른 시약들이 흡수하지 않는 파장에서 비색계라 불리는 분광 광도계로 측정(400nm) 산성용액에서 아세톤의 브롬화 반응식 반응 속도식 Activation Energy 화학반응이 일어날 때 필요한 최소의 에너지이다. 반응속도는 활성화에너지에 크게 의존한다. 어느 반응원계에서 전이상태를 거쳐서 생성계.. Chemistry/물리화학 2020. 1. 31.

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  물리화학실험 | The Visible Spectra of Cyanine Dyes TIP 1. 대칭 폴리메타인 염료인 Cyanine dyes의 visible spectra 를 측정 2. 자유 전자 모델을 이용하여 에너지 준위들에 대해 The electron-in-a-box model을 적용 컨쥬게이션 화합물과 자유 전자 모델 크립토사이아닌(1,1-diethyl-4,4-carbocyanine iodide) 양이온은 두 개의 공명구조를 갖는다. 사슬에 존재하는 각 탄소 원자와 끝에 존재하는 각 질소 원자는 3개의 σ결합에 의해 3개의 원자들과 결합을 형성하고 있다. 그리고 사슬의 탄소 원자에 존재하는 여분의 원자가 전자와 2개의 질소 원자에 남아있는 3개의 전자들은 사슬을 따라서 움직이는 π전자구름을 형성한다. The electron-in-a-box model 상자안 V(x)=0 for 0 Chemistry/물리화학 2020. 1. 27.

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  물리화학실험 | 반응속도에 끼치는 온도효과 - The Rates of Chemical Reactions TIP 1. 반응 속도 상수에 미치는 온도효과를 공부 2. 일정한 농도에서 온도 변화가 반응속도에 어떠한 영향을 미치는지 알아본다 Chemical Kinetics 1. Thermodynamics(열역학) : 반응의 자발성 속도에 무관 & 반응이 어떻게 진행하는가에 무관, 즉, 반응 mechanism에 무관 2. Kinetics(동역학) : 반응속도와 반응이 어떻게 진행하느냐에 관심 반응 메커니즘에 대해 자세한 정보 제공 화학 반응이 일어날 때 단위 시간당 감소된 반응 물질의 농도, 또는 증가된 생성 물질의 농도(mol/L·s, mol/L·min) 학 반응이 빠르게 또는 느리게 일어나는 정도를 나타냄. 반응속도의 요인 : 농도, 온도, 촉매, 반응물의 화학적, 특성활성화 에너지 Rxn Rate 화학반응은 .. Chemistry/물리화학 2020. 1. 21.

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  물리화학실험 | Surface Tenstion Tensiometer Method(표면장력) - Du Nouy Surface Tension TIP 1. The Purpose of this experiment is to study the determination of the surface tension of liquids by the tensiometer method 2. Du Nouy tensiometer를 이용하여 표면장력을 측정하여 본다 3. 표면장력이 생기는 원인과 표면장력 차이의 원인 등에 대해 생각해본다 Surface Tension 표면을 증가 시키기 위해 일정한 온도와 압력에서 해 준 가역적 일을 표면 자유에너지 dW=dF3=γdA dF3= 표면 자유 에너지 증가, dW 계에 가해준 등온 가역적 일, dA 표면적 변화, γ = (∂G/∂A)TP 표면 장력 표면장력(γ) = 에너지/넓이 = 힘/길이(ergs/㎠=dynes/cm) 분.. Chemistry/물리화학 2020. 1. 16.

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  물리화학실험 | Ostwald Viscometer And Falling-Ball Methods - Ostwald 점도측정 TIP 1. 점성도(Viscosity)에 대해 이해한다. 2. Ostwald 점도계법을 사용하는 방법을 알아본다 3. Falling-Ball Methods에 의한 액체 점도 결정 4. 점도에 미치는 온도의 영향을 규명 Ostwald Viscosimeter 1. 점성계수가 낮고 정밀을 요하는 표준 점도계로서 유리로 만든 점도계 1) 일정한 부피(그림 a와 b사이 부피)를 가진 액체가 중력의 영향을 받아 길이와 반지름이 알려진 모세관을 통해 흘러 내리는 데 소요되는 시간을 측정 2. 절대점도(Poiseuille의 법칙) 1) 오스트발트 방법에 적용될수 있는 식을 유도 2) 액체가 일정 압력 P에 의해 모세관을 흐를 때, 흐름이 비교적 빠르지 않을 때, 그 속도는 액체내의 마찰계수에 반비례 3) 점도 : η(.. Chemistry/물리화학 2020. 1. 9.