소개글
"란돌트"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 이론적 배경
2. 실험 재료 및 기구
2.1. 염화바륨
2.2. 황산나트륨
2.3. 화학저울
3. 실험 방법
3.1. 침전 반응
3.2. 연소 반응
4. 실험 결과 및 분석
4.1. 침전 반응 실험 결과
4.2. 연소 반응 실험 결과
4.3. 질량 보존의 법칙 확인
5. 결론
5.1. 실험 결과 요약
5.2. 질량 보존의 법칙 고찰
6. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
이 실험은 화학 반응에서 질량 보존의 법칙이 성립함을 확인하기 위함이다. 측정이 비교적 쉬운 침전 반응과 연소 반응을 예로 들어 반응계 물질의 총량과 생성계 물질의 총량을 측정하여 질량 불변의 법칙을 실험적으로 확인하고자 한다.
질량은 물체가 가지는 고유한 양으로, 질량은 고유하기 때문에 변화하지 않고 보존된다. 질량 보존 법칙은 닫힌계의 질량은 상태 변화에 상관없이 변하지 않고 계속 같은 값을 유지한다는 법칙이다. 즉, 화학반응의 전후에서 원물질을 구성하는 성분은 모두 생성물질을 구성하는 성분으로 변할 뿐이며, 물질이 소멸하거나 무의 상태에서 물질이 생기지 않는 것이다. 이를 통해 닫힌계에서의 화학 반응에서 (반응물의 질량) = (결과물의 질량)이란 수식이 성립함을 확인할 수 있다.
이 실험은 비상대론적인 관점에서 질량 보존의 법칙이 성립함을 보여주며, 상대성이론을 고려할 경우에도 보통의 화학 반응에서는 계 전체의 질량에 비해 그 영향이 무시할 수 있을 정도로 작으므로 근사적으로 성립하는 것으로 이해할 수 있다. 사실상 란돌트의 실험에서는 항상 2×10-7∼10-8 정도의 오차로써 질량 보존의 법칙이 성립한다는 것이 확인되었다. 따라서 화학에서 질량 보존의 법칙은 정량분석의 기본이 되는 매우 중요한 법칙이다.
1.2. 이론적 배경
화학 물질의 질량은 화학반응 전후로 변화하지 않고 보존되는데, 이를 질량 보존의 법칙이라고 한다. 질량 보존의 법칙에 따르면 반응물의 총 질량과 생성물의 총 질량은 항상 같다. 이는 물질이 갑자기 생기거나 소멸하지 않고 단지 그 형태만 변화한다는 뜻이다. 즉, 화학반응에서 원물질을 구성하는 성분들이 모두 생성물을 구성하게 되는 것이다.
하지만 상대성이론을 고려할 경우 질량 보존의 법칙은 엄밀히 성립하지 않는다. 아인슈타인의 상대성이론에 따르면 반응열의 출입에 따라 반응계의 에너지가 변화하면 극히 미미하지만 반응계의 질량도 변화를 받기 때문이다. 따라서 질량 보존의 법칙은 근사적인 법칙이라고 할 수 있다.
그러나 보통의 화학반응에서 이러한 질량 변화는 계 전체의 질량에 비해 무시할 수 있을 정도로 작기 때문에, 화학에서는 질량 보존의 법칙이 성립하는 것으로 간주한다. 실제로 란돌트의 실험에서 이 법칙은 2×10-7∼10-8 정도의 오차 범위 내에서 성립되는 것이 확인되었다. 따라서 질량 보존의 법칙은 화학에서 정량분석의 기본이 되는 중요한 법칙이다.
다만 화학반응이 고립계가 아닌 열린계에서 일어나는 경우, 계 내부나 외부로 다양한 형태의 에너지가 출입될 수 있기 때문에 질량 보존의 법칙이 성립하지 않을 수 있다. 하지만 방사능이나 핵반응이 포함되지 않는다면, 계에서 빠져나가는 열, 일, 전자기적 방사선 등은 질량 변화에 미치는 영향이 매우...
참고 자료
염화바륨, 두산백과
염화바륨, 화학대사전
황산나트륨, 화학백과
황산나트륨, 두산백과
질량 보존의 법칙, 두산백과
침전반응, 화학백과
연소반응, 화학대사전, 2001. 5. 20., 세화 편집부
몰농도, 두산백과
물리학 백과// 질량
두산백과// 질량 보존의 법칙
https://ko.wikipedia.org
일반화학실험, 일반화학실험교재연구회, 2015, p187~188
