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1. 서론
1.1. 실험 목적
순물질과 혼합물의 녹는점 측정 실험의 목적은 순수한 고체 화합물의 녹는점을 측정하고, 혼합물의 녹는점을 측정하여 시료의 순수성과 녹는점과의 상관관계를 알아보는 것이다.
순수한 물질의 녹는점은 물질의 특성 중 하나이며 일정한 값을 가진다. 순물질은 일반적으로 0.5~1°C의 좁은 녹는점 범위를 나타낸다. 반면 혼합물의 녹는점은 혼합물을 구성하고 있는 물질의 성질과 상대적인 조성비에 따라 다르며, 순물질의 녹는점보다 낮은 온도에서 녹는다. 또한 혼합물의 녹는점 범위는 더 넓다.
이를 확인하기 위해 biphenyl과 p-dichlorobenzene이라는 순물질과 이 두 물질을 섞은 혼합물의 녹는점을 측정하고자 한다. 온도계를 이용하여 각 시료의 녹는점 범위를 기록하고, 순물질과 혼합물의 녹는점 차이를 분석할 것이다.
또한 물질의 순도를 확인하는 방법에는 용융 및 끓는점 측정, 순도시험 분석법(UV-Vis, NMR, IR, GC, LC, MS 등) 등이 있다. 혼합물의 녹는점이 순물질의 녹는점보다 낮고 범위가 넓어지는 이유는 서로 다른 분자 간 인력이 약해져 녹이는데 필요한 에너지가 적게 들기 때문이다. 시료를 온도계의 알코올구 가까이에 위치해야 하는 이유는 시료의 온도를 정확히 측정하기 위해서이다.
1.2. 순물질과 혼합물의 개념
순물질은 물리적인 방법에 의하여 더 이상 분리될 수 없는 고유한 성질을 갖는 한 가지의 물질로만 구성된 물질이다. 한 가지 원소로만 이루어진 홑원소 물질과 두 가지 이상의 원소가 화합하여 이루어진 화합물이 있다. 순물질의 녹는점은 물질의 특성 중 하나이며 그 값은 일정하다.
혼합물은 두 종류 이상의 물질이 물리적으로 단순히 섞여있는 물질로, 균일 혼합물(예: 소금물)과 불균일 혼합물(예: 우유, 흙탕물 등)이 있다. 혼합물의 녹는점은 혼합물을 구성하고 있는 물질의 성질과 상대적인 조성비에 의해 결정된다. 또한 혼합물의 녹는점은 순물질의 녹는점보다 낮은 온도에서 녹는다. 이는 혼합물의 성분물질이 자신의 성질을 잃지 않지만, 순물질일 때보다 서로 다른 분자간의 인력이 약해져 녹이는데 필요한 에너지가 적게 들기 때문이다. 따라서 혼합물의 녹는점 범위가 순물질의 녹는점 범위보다 더 넓게 나타난다.
2. 이론적 배경
2.1. 온도의 정의와 종류
온도란 어떤 물질이 보유한 에너지량의 척도이며, 물질을 구성하는 입자들의 운동에 의해 나타난다. 섭씨온도(℃)는 1기압에서 순수한 물의 어는점을 0℃, 끓는점을 100℃로 하고, 그 사이를 100등분한 것이 1℃이다. 화씨온도(℉)는 1기압에서 순수한 물의 어는점을 32℉, 끓는점을 212℉로 하고, 그 사이를 180등분...