소개글
"원자량 측정 결과레포트"에 대한 내용입니다.
목차
1. 원자량 측정
1.1. 실험 목적
1.2. 원자량의 개념
1.3. 실험 과정
1.4. 결과
1.5. 원자량 측정 방법
1.5.1. 화학반응식에 의한 원자량 측정법
1.5.2. 원자량 구하기
1.5.3. Dulong-Petit law
1.5.4. 무게 분석법
1.5.5. 최대 공약수법
1.5.6. 동위원소
1.6. 고찰
2. 마그네슘의 연소 반응을 통한 산소의 원자량 결정
2.1. 실험 결과 및 분석
2.2. 관찰 및 결과 분석
3. 원소 분석 및 어는점 내림
3.1. 실험식과 분자식
3.2. 원소 분석
3.3. 용액의 총괄성과 어는점 내림
3.4. 포도당과 설탕의 구조
4. 실험 결과 및 고찰
4.1. 원소 분석 결과
4.2. 어는점 내림 실험 결과
4.3. 오차 원인 분석
5. 참고 문헌
본문내용
1. 원자량 측정
1.1. 실험 목적
이 실험은 금속원소를 산화물로 만들어 원자량을 간접방법으로 측정하는 것이다. 일정량의 금속을 산화물로 변화시켜 증가된 질량으로부터 금속과 결합한 산소의 질량을 알아내어 원자량을 계산하는 것이 실험의 목적이다.
1.2. 원자량의 개념
원자량(atomic weight)은 자연에 존재하는 그 원소의 동위원소의 원자들로 혼합된 혼합물 질량의 표준으로 정한 원소인 12C6 과 같은 수의 원자질량에 대한 상대적인 값이다. 즉, 탄소 동위원소 12C6 12.00000g에 포함되어 있는 원자 수와 같은 수의 그 원소의 질량을 원자량으로 정의한다. 원자량의 단위는 원자질량단위(atomic mass unit:amu) 이다. 12C6 12.00000g에 포함되어 있는 원자 수는 6.023 x 10^23 개고 이 수를 avogadro 수 (avogadro number) 라 한다.
1.3. 실험 과정
사기도가니에 6M HNO3 2~3㎖를 가하고 약간 가열하여 도가니와 뚜껑을 깨끗이 씻어 말린다" 이는 실험 전 도가니와 뚜껑을 깨끗이 준비하는 과정이다. 이를 통해 실험에 영향을 미칠 수 있는 불순물을 제거하고자 하는 것이다.
도가니와 뚜껑을 링 스탠드 위의 삼각석쇠에 올려놓고 처음엔 약하게 가열하다가 가장 뜨거운 부분에 10분 동안 가열한 다음 그대로 두어 식힌다" 이는 도가니와 뚜껑을 완전히 고온에서 가열하여 잔류물을 제거하고 완전히 건조시키는 과정이다.
도가니를 화학저울에 옮겨 그 무게를 0.001g 까지 잰다" 이는 도가니와 뚜껑의 정확한 무게를 측정하는 단계이다.
무게를 잰 마그네슘 리본을 삼각석쇠에 올려놓고 처음에는 약하게 가열한 다음 가장 뜨거운 부분에서 10분 동안 가열" 이는 마그네슘 리본을 고온에서 가열하여 산화시키는 과정이다.
2~3분 동안 냉각한 다음 소량의 공기가 도가니에 들어갈 수 있게 뚜껑을 조금만 들어올린다" 이는 마그네슘이 완전히 연소되도록 하기 위해 공기가 약간만 들어가게 하는 단계이다.
도가니 안을 검사해서 흰 가루가 있으면 스포이드로 물을 떨어뜨려 흰 가루를 적신다" 이는 마그네슘이 산화되어 생성된 산화물을 물로 적셔주는 과정이다.
이 고체가 마를 때까지 약 10분 동안 가열한다 이때, Mg(OH)는 모두 Mgo로 변한다" 이는 물을 증발시켜 마그네슘 산화물(MgO)을 생성하는 단계이다.
도가니의 내용물을 실온에서 식힌 다음 뚜껑을 덮은 채로 화학저울에 옮겨 0.001g 까지 정확하게 무게를 잰다" 이는 생성된 MgO의 무게를 정밀하게 측정하는 마지막 단계이다.
1.4. 결과
도가니 무게는 37.461g이고, 마그네슘 리본의 무게는 0.1g이므로, 도가니와 마그네슘 리본의 합은 37.561g이다. 가열 후 도가니와 생성된 산화물(MgO)의 무게는 37.651g으로 측정되었다. 따라서 생성된 산화물의 무게는 37.651g - 37.561g = 0.19g이다. 이 산화물 중 산소의 무게는 0.19g - 0.1g = 0.09g이다.
이를 토대로 다음과 같은 값들을 구할 수 있다:
- 산소 1g당 Mg의 질량: 1.11g
- 산소 16g당 Mg의 질량: 17.78g
- 산소 32g당 Mg의 질량: 35.56g
따라서 데이터를 통해 구한 마그네슘의 원자량은 35.56g이다."
1.5. 원자량 측정 방법
1.5.1. 화학반응식에 의한 원자량 측정법
화학반응식에 의한 원자량 측정법은 알려진 반응식을 활용하여 반응물과 생성물의 무게나 부피를 측정함으로써 원자량을 간접적으로 구하는 방법이다.
일정량의 반응물 A를 취하여 화학 반응을 진행시키고, 생성물 C와 D의 질량이나 부피를 측정한다. 이를 통해 반응물 A의 몰수와 생성물 C와 D의 몰수를 구할 수 있다. 그리고 반응물 A의 질량을 알고 있으므로 몰수에서 원자량을 계산할 수 있다.
예를 들어, Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)와 같은 반응식이 있다고 하자. 이 반응에서 Mg의 질량 M1 g을 측정하고, 발생한 H2 기체의 부피 V1을 측정한다. 표준 상태에서 H2의 부피를 V2라고 하면, V2 = V1 × (P1/P2) × (T1/T2)의 식을 통해 H2의 몰수 m2를 구할 수 있다. 그리고 H2의 몰수가 Mg의 몰수와 같으므로 Mg의 몰수 m1을 구할 수 있다. 마지막으로 Mg의 질량 M1과 몰수 m1을 이용하여 Mg 원자의 질량을 구할 수 있다.
이처럼 화학반응식에 의한 원자량 측정법은 반응 물질의 질량과 부피를 통해 간접적으로 원자량을 구하는 방법이다. 이 방법은 순수한 시료를 얻기 어려운 경우나 다른 측정 방법으로는 원자량을 정확히 측정하기 어려운 경우에 유용하게 사용될 수 있다.
1.5.2. 원자량 구하기
원자량 구하기는 두 가지 방법으로 할 수 있다.
첫 번째 방법은 원자 1개의 질량에 아보가드로수를 곱하여 구하는 것이다. 원자량 = 원자 1개의 질량 x 아보가드로수(6.02 x 10^23)이다. 예를 들어 어떤 원자 X 1개의 질량이 2 x 10^-23g이라면, 원자 X의 원자량은 X = 2 x 10^-23 x 6.02 x 10^23...
참고 자료
www.freechal.com/kuchemistry
http://report.use21.com/자연과학/2000년3월자료/more4.html
www.chemwave.com
www.dongseo.ac.kr/appli_home/study/index.htm
http://chem.skcu.ac.kr/chemlab
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