[서울대학교 일반화학실험2 A+ 보고서] 16. 수소 이야기

소개글

소스 없이 직접 작성한 보고서입니다. 학기 말 최종 성적으로 A+를 받았습니다.
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목차

1. Introduction
2. Materials and Method
3. Result
4. Discussion
5. Reference

본문내용

1. Introduction
1.1 Background research
이번 실험에서는 수상 치환을 이용하여 발생한 수소 기체를 포집하였다. 수소와 산소와 같이 물에 잘 녹지 않는 기체를 모을 때 이용하는 기체 포집 방법으로, 수상 치환은 기체 포집 방법 중 가장 순도가 높은 기체를 모을 수 있는 방법이다. 기체 중 물에 잘 녹는 기체인 암모니아와 염화수소(상방 치환), 그리고 이산화탄소(하방 치환) 등을 제외하고는 거의 모든 기체를 모을 때 이용된다. 이 방법은 물이 들어 있는 집기병이나 시험관에 기체를 모으기 때문에, 외부로부터 불순한 기체가 섞일 가능성이 적으므로 깨끗한 기체를 모을 수 있다. 수상 치환으로 기체를 모을 때에는 우선 시험관에 물을 가득 채운 후 물이 들어 있는 수조에 거꾸로 세워 놓는다. 그리고 발생한 기체가 나오는 고무관을 집기병 입구에 넣으면 발생하는 기체가 물을 통과하여 위로 올라가 집기병 안에 채워지며, 물이 밀려 내려가게 된다.

<중 략>

4. Discussion
4.1 수소의 발생과 폭명성 시험
이번 실험에서는 금속과 산을 반응시켜 수소 기체를 얻고, 비눗방울에 수소 기체를 가둬 비눗방울을 띄워보는 과정이 있었다. 실험 결과 비눗방울은 생각보다 잘 떠오르지 않았는데, 이는 비눗물이 무거워서 그런 것이라고 생각된다. 비눗물은 만드는 사람에 따라 다르기 때문에 정량적인 수치를 계산하기는 어렵겠지만, 이번 실험보다 비눗물을 묽게 제조한다면 같은 크기의 비눗방울이라도 비눗물의 무게 자체를 줄일 수 있을 것이다.
한 실험 결과에 따르면, 1ml의 비눗물로 약 150개의 비눗방울을 만들 수 있었다고 한다. 비눗방울이 반지름 1.5cm의 완벽한 구라고 가정한다면, 비눗방울 1개의 부피는 약 14.13cm^3가 된다. 이상기체상태방정식 를 이용하여 비눗방울 내부의 수소기체 몰수를 구하면 다음과 같다.

참고 자료

P Atkins, L Jones, Chemical principles(5th ed), Freeman, p112-113 (2010).
김희준, 일반화학실험, 자유아카데미, p177-178 (2013).
<http://www.science.go.kr/upload/board/EXHIBIT/20/j02019740010.pdf> 참조, <2015-12-03>
P Atkins, L Jones, Chemical principles(5th ed), Freeman, p542-544(2010).
Grahame, DC. The electrical double layer and the theory of electrocapillarity. Chemical reviews, 41(3): 441-501 (1947).