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  화공기초실험 | 증기 액체 평형 불변 끓는점 혼합물 많은 액체들이 이상적 모양의 온도-조성 상평형 그림을 나타내지만 이상성으로부터 현저하게 벗어나는 행동을 하는 액체도 많다. 일부의 액체들은 Raoult의 법칙에서 예측하는 것보다 낮은 증기압을 가지는 혼합물을 형성하기도 한다. 이들 비이상용액은 성분간의 유사한 상호작용 때문에 음의 벗어남(negative deviation)을 보인다. 낮은 증기압을 갖는다는 것은 높은 끓는 온도를 갖는다는 것을 의미하며 이와같은 물질들의 혼합물은 예측한 것보다 높은 온도에서 끓는다. 이 벗어난 정도가 매우 클 때 혼합물의 끓는 온도는 순수성분들의 끓는 온도보다 높아져 높은 끓는점을 갖는 불변 끓음 혼합물(maximum boiling azeotrope)이 얻어진다(Figure 2참조). 일부 액체들의 혼.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2022. 12. 10.

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  일반화학실험 | 몰질량의 측정 TIP 이상기체 상태방정식을 이용해서 쉽게 증발하는 액체를 기화시켜 발생하는 기체의 몰질량을 결정한다. 몰질량의 측정 원자나 분자는 매우 작은 입자이기 때문에 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그래서 원자나 분자의 질량을 나타내기 위해서 상대적인 방법을 사용한다. 즉, 질량수가 12인 탄소의 원자 몰질량을 12라고 정의하고, 이 동위원소 12g에 들어있는 탄소 원자의 수를 아보가드로 수(6.022 × 1023)라고 하며, 아보가드로수만큼의 원자 또는 분자를 1몰이라고 정의한다. 따라서 분자의 몰질량도 1몰에 해당하는 분자의 질량을 탄소 원자 1몰의 질량과 비교하여 결정한다. 대부분의 기체는 상온, 상압에서 이상기체 상태방정식을 만족하기 때문에 기체의 부피, 온도, 압력과 함께 용기를 가득 채우는 .. Chemistry/일반화학 2021. 7. 30.

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  일반화학실험 | 에탄올과 부탄가스의 몰 질량 측정 TIP 1. 아보가드로의 법칙에 의하면 일정한 온도와 압력에서 같은 부피의 기체에는 기체의 종류와 무관하게 같은 수의 분자가 들어 있다고 한다. 이러한 아보가드로의 법칙과 이상기체의 상태방정식(PV=nRT)을 실제로 활용하여 에탄올과 부탄의 몰 질량을 알아 본다. 2. 기체 상태에서의 몰 부피를 이용하여 휘발성 화합물인 에탄올과 부탄가스의 몰 질량을 결정한다. 원자나 분자는 매우 작은 입자이기 때문에 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그래서 원자나 분자의 질량을 나타내기 위해서 1몰에 해당하는 분자의 질량을 탄소원자 1몰의 질량과 비교하여 결정한다. 분자의 몰 질량을 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 그 중에서도 가장 간단하게 몰 질량을 측정하는 방법은 기체의 상태 방정식을 이용하는 것이다. 대.. Chemistry/일반화학 2021. 5. 15.

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  일반화학실험 | 액체의 몰질량 측정 TIP 1. 액체를 기화시켜 이상기체 상태방정식을 이용하여 분자량(몰질량)을 측정하자. 2. 반데르발스 방정식을 이용하여 분자량(몰질량)을 측정하고 이상기체상태방정식으로 계산한 것과 비교해 보자 본 실험에서는 액체의 몰질량을 측정하는 방법에 대하여 알아본다. 이상기체 방정식과 반데르발스 (Van der Waals) 방정식을 이용하여 몰질량을 측정하게 되는데, 어떤 차이가 있는지 고찰하도록 한다. 액체의 몰질량은 일정 온도와 압력 하에서 액체를 기화하여 생성되는 증기의 부피를 측정함으로써 구할 수 있다. 여기서의 일정한 온도라는 것은 실험시의 측정 온도를 말하며 이를 실험 시 필요한 변수인 절대온도로 변환하기 위하여 273.15를 더해준다 (절대온도 T= 섭씨 + 273.15) 또한 일정한 압력이란 실험 .. Chemistry/일반화학 2021. 4. 18.

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  일반물리학실험 | 기압 변화에 따른 현상 TIP 우리는 공기 분자들로 빽빽한 공간 안에 살며, 이 공기 분자들이 가하는 엄청난 압력 속에서 살고 있지만 그 존재를 잊고 산다. 만일 기압이 바뀌면 어떤 일들이 일어날까? 높은 산에서 밥을 하면 쌀이 설익는다는데 그 이유는 무엇일까? 본 실험에서는 기압을 낮추거나 높일 때 일어나는 현상을 관찰함으로써 기압의 역할을 이해하고자 한다. 기압이 달라질 때 물체의 형태나 끓는점이 어떻게 변하는가? 1. 기압 : 대기가 단위면적을 수직으로 누르는 힘을 의미한다. 상층으로 올라갈수록 공기의 양이 적어지므로, 기압도 감소한다. 2. 기압 증가 : 물체 찌그러짐, 끓는점 상승 3. 기압 감소 : 물체 팽창, 끓는점 하강 4. 증기압 : 액체 또는 고체에서 증발하는 압력으로, 증기가 고체나 액체와 동적평형상태에 있.. Engineering/물리학 2020. 12. 10.

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  물리화학실험 | 기체 분자량 측정 - 극한 밀도(Regnault)법 TIP 본 실험의 목적은 기체의 밀도를 압력 함수로 측정하여 압력이 0에 접근할 때의 기체의 분자량을 계산하는데 있다. 이상 기체, 완전 기체(ideal gas, perfect gas) 이상 기체의 식에 따르는 가상적 기체이다. 즉 보일-게이 뤼삭의 법칙, 줄-톰슨의 법칙, 르뇨의 법칙에 완전히 따르는 기체이다. 일찍이 영구기체라고 불리었던 기체는 비교적 이상 기체에 가깝다. 통계 역학적 입장에서 보면 이상기체라는 것은 분자의 부피 및 분자간의 상호 작용을 무시할 수 있는 기체에 상당한다. 이상 기체를 완전 기체라고 하는 데 대해 이상 기체의 식에 따르지 않는 기체를 불완전 기체라고 한다. 실제로 우리가 관측하는 기체(실재 기체)는 불완전 기체이지만 모든 실재 기체는 고온 및 저압이 되면 될 수 있는 한.. Chemistry/물리화학 2020. 8. 14.

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  물리화학실험 | 기체의 유출 - 분자량 및 분자지름 TIP 유출법에 의해 기체의 분자량을 측정하는 방법과 기체를 모세관을 통해 확산시켜 기체분자의 대략적인 지름을 추산하는 방법을 익힌다. 그레미엄의 법칙(Graham's law) 기체의 유출 또는 확산 속도에 관해 T. Graham이 발견한 법칙으로 작은 구멍이 있는 요기에 들어간 기체가 유출하는 속도는 기체의 밀도의 제곱근에 반비례하고, 용기 내외의 압력차 제곱근에 비례한다는 법칙이다. 기체 유출의 법칙이라고도 한다. 등온도, 등압력에서는 두 개의 기체 밀도의 비는 분자량의 제곱근에 반비례한다고 해도 좋다. 이 법칙은 1831년 Graham이 발견하여 후에 기체 분자 운동론의 입장에서 다음과 같은 이론적 설명을 주었다. 기체의 유출 속도는 분자의 제곱 평균 속도에 비례하고. 제곱 평균 속도는 에너지 균분.. Chemistry/물리화학 2020. 7. 20.

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  물리화학실험 | 이상 기체 상태 방정식을 이용한 분자량 측정 TIP 1. 기체의 분자량은 주어진 온도 T와 압력 P, 시료가 차지하는 부피 V, 그리고 시료의 무게를 알면 이상 기체 상태 방정식으로부터 구할 수 있음을 실험을 통하여 알아보도록 한다. 2. 이상기체상태방정식(PV=nRT)를 이용하여 에탄올 혹은 사염화탄소의 분자량을 구해보자. Charles' law Celsius 온도(섭씨온도)에 대하여 선형으로 기체부피가 변했으므로 부피와 온도의 관계를 다음과 같이 표현할 수 있다. V = a +bt 여기서 t는 섭씨온도이고 a와b는 직선에서 얻는 상수이다. 어느 기체나 t= -273.15에서 V=0이므로 a를 다음과 같이 쓸 수 있다. 0 = 273.15b +bt = b(t+273.15) 섭씨온도에 273.15를 더한 Kelvin온도척도는 다음과 같다. K= ℃.. Chemistry/물리화학 2020. 7. 5.

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  물리화학실험 | 물의 증기압과 증발열 TIP 1. 물의 온도 변화를 통해 이에 따른 증기압과 증발열을 측정한다. 2. Clausius-Clapeyron식을 사용하여 증발열을 구한다. 증 발 액체에서 기체로 변화하는 과정으로 이 증발 과정은 액체내의 비교적 강한 분자간 인력을 극복하기 위해 에너지가 소모되는 것이므로 발열 반응이다. 1. 증발열 : 기압의 압력에서 액체 1㏖이 증발하는데 필요한 에너지로 단위로는 J/㏖을 사용한다. 2. 증기압 : 평형 상태에서의 증기의 압력을 액체의 평형 증기압 혹은 증기압이라고 하며 증기압은 온도에 따라 변화한다 Clausius-Clapeyron식 가정법 온도에 의한 증기압의 변화 관계를 나타내며, 이 식의 전개에는 몇 가지의 가정이 따른다. 1. 액체와 기체상 사이의 평형 상태 2. 증기는 이상기체이다 3.. Chemistry/물리화학 2019. 10. 24.