[예비레포트] 화학실험 기체상수의 결정

목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
① 이상기체 방정식 (PV=nRT)
② 실제 기체 방정식 (van der Waals equation)
③ 실험 반응식

3. 실험 기기 및 시약

4. 실험 방법

5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
◆ 실제기체 상태방정식과 이상기체 상태방정식을 이해한다.
◆ 일정량의 산소와 이산화탄소 기체를 발생시켜 기체상수 값을 결정한다.

2. 바탕 이론
① 이상기체 방정식 (PV=nRT)
이상기체 방정식은 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 아보가드로의 법칙을 활용하여 정리한 식이다.
→ 이상기체에서 분자 자체의 크기는 없고 부피 또한 무시한다.
→ 이상기체는 분자 간의 상호작용이 일어나지 않는다.
→ 이상기체 분자는 충돌할 때 에너지가 손실되지 않는다. (완전탄성충돌)
→ 이상기체 분자들의 운동 에너지는 기체의 종류에 관계없이 온도(T)에 비례한다.
이 가정들을 보고 이상기체 방정식을 이해하기 위해 기본적인 이론을 소개하자면 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 그리고 아보가드로의 법칙을 정리해보면 다음과 같다.
● 이상기체 방정식에 관련된 법칙
기체의 표준상태에서의 압력은 1atm, 부피는 22.4L, 온도(273.15K) 몰(1mol) 으로 기준으로 한다. 이때 기체상수는 가 된다.
★ 보일의 법칙
일정한 온도(T)에서 기체(g)의 부피(V)와 압력(P)는 반비례한다.
★ 샤를의 법칙
압력이 일정할 때 기체의 부피는 온도에 정비례한다.
★ 아보가드로의 법칙
기체 1몰은 1기압 0℃에서 22.4L이다. 반응에서 관여하는 기체의 부피 사이에는 정수비가 성립한다. 0℃의 온도(T)와 1기압에서 22.4L의 기체는 6.02의 분자가 존재한다. 이것을 아보가드로의 수라고 부른다.
n은 반응하는 몰수이고 이는 부피와 비례한다.
② 실제 기체 방정식 (van der Waals equation)
압력을 변화시키면서 이상기체 방정식(PV=nRT) 값을 측정하면 예상되는 식과는 다르다. 분자간의 상호작용이 일어나고 분자 자체의 질량과 부피를 생각해야 하므로 이상기체 방정식에서 보정이 필요하다.
이상기체와 실제기체의 차이를 분석해보자.

참고 자료

신국조 외 6인, 표준 일반 화학 실험, 천문각
일반화학실험 (제 6 개정판), 2005, 대한화학회
허윤행 외 7인, 2010, 일반화학(개정판), 지구문화사
차은희, 2010, 일반화학실험(제1판), 자유아카데미