일반화학실험 '탄산염 분석' 보고서(Analysis of Carbonate)

소개글

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목차

1. Title

2. Purpose

3. Theoretical background
3-1. 알칼리 금속(Alkali metal)
3-2. 탄산염과 묽은 염산 반응
3-3. 이상기체상태방정식
3-4. 반데르발스 방정식
3-5. 수상치환
3-6. 보정(calibration)

4. Result

5. Discussion ← explain your result and error, reasonably
5-1. 실험 진행 시 뷰렛과 유리초자의 물높이가 같도록 조절하는 이유
5-2. 이산화탄소를 포화시키는 이유
5-3. 오차요인

본문내용

1. Title
Analysis of Carbonate

2. Purpose
탄산염과 HCl이 반응하여 생성되는 이산화탄소의 양을 통해 탄산염의 종류를 알아낸다.

3. Theoretical background
3-1. 알칼리 금속(Alkali metal)
알칼리 금속은 주기율표에서 1족 원소에 해당하는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘을 포함한다. 많은 비금속 원소와 활발하게 작용하는 데 특히 산소 • 할로겐 등과 화합하고 수소와 반응하여 수소화물을 만든다. 원소 중에서 전기적으로 양성이 가장 높고 전자 1개를 잃어 18족의 비활성 기체와 같은 전자 구조의 1가 양이온이 된다.

3-2. 탄산염과 묽은 염산 반응
탄산염과 묽은 염산은 반응하여 아래와 같은 화학반응식을 생성한다.
M2CO3 + 2HCl → 2M+ + Cl- + H2O + CO2

3-3. 이상기체상태방정식
이상기체상태방정식은 PV=nRT (P=압력, V=부피, n=몰수, R=기체상수, T=온도)로 나타낼 수 있는데 이를 통해 이상기체의 상태를 나타내는 양의 상관관계를 알 수 있다. 이러한 관계는 이상기체일 때만 성립한다. 이상기체란 기체 입자의 부피가 거의0에 가깝고 입자 간에 상호작용이 거의 없어 분자간의 위치에너지가 중요하지 않은 가상의 기체를 말한다.

3-4. 반데르발스 방정식
이상기체상태방정식이 이상기체를 위한 식이었다면 반데르발스 방정식은 실제 기체를 위한 식이다. 반데르발스 방정식은 (p+α/V²)(V-b)=RT (P=압력, V=부피, n=몰수, R=기체상수, T=온도)로 나타낼 수 있다. 이때 a와 b는 기체의 분자간 힘 및 분자의 부피에 따라 정해지는 상수로, 반데르발스의 상수라고 하며 각 기체의 종류에 따라 다르고 그 값에 따라 실제 기체가 이상기체와 얼마나 차이나는 지 계산할 수 있다. a와 b의 값이 0인 경우에는 이상기체상태방정식과 일치하게 된다.

참고 자료

[실험2] 수업 피피티
알칼리금속(alkaline metal) | 과학문화포털 사이언스올 https://www.scienceall.com/알칼리금속alkaline-metal/
이상 기체 (상태) 방정식(ideal gas equation ) | 과학문화포털 사이언스올
https://www.scienceall.com/이상-기체-상태-방정식ideal-gas-equation/
반데르발스의 상태방정식 (vander Waals’ equation of state) | 과학문화포털 사이언스올
https://www.scienceall.com/반데르발스의-상태방정식-vander-waals-equation-of-state/?term_slug=
Chemistry, thirteenth edition, Raymond Chang, Jason Overby
수상 치환(water substitution ) | 과학문화포털 사이언스올
https://www.scienceall.com/수상-치환water-substitution/?term_slug=