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1. 녹는점 측정
1.1. 실험목적
순수한 나프탈렌과 나프탈렌+바이페닐 혼합 시료의 녹는점을 비교하여 혼합물의 녹는점이 순수한 성분 물질의 녹는점보다 더 낮음을 확인하는 것이 실험목적이다.혼합물의 녹는점이 순물질의 녹는점보다 더 낮은 이유는 다음과 같다. 혼합물이라면 그 성분물질은 기본적으로 자신의 성질을 잃지 않지만, 고체, 액체, 기체의 상태변화의 경우 구성 입자사이의 인력(거리)이 중요한 요인이 된다. 혼합물의 경우에는 순물질일 때보다 서로 다른 분자간의 인력이 약하기 때문에 그에 따른 분자 인력의 감소로 인하여 물질을 녹이는데 필요한 에너지가 적게 든다. 따라서 혼합물의 녹는점은 순물질일 때보다 더 낮게 측정이 되는 것이다.
혼합물의 녹는점 이론에 따르면, 혼합물에서 각 성분의 몰 분율이 클수록 그 성분의 녹는점 내림 효과가 더 크게 나타나므로, 혼합물의 조성을 달리했을 때 나타나는 녹는점의 차이를 관측함으로써 혼합물의 특성을 이해할 수 있다. 이를 통해 혼합물의 녹는점 내림 현상과 그 원리를 실험적으로 확인하고자 하는 것이 이번 실험의 목적이라고 할 수 있다.
1.2. 실험원리
녹는점은 고체 용융이 무한히 완만히 이루어질 때의 온도를 의미하며, 일정 압력 하에서 고체상인 물체가 액체상과 평형을 유지할 때의 온도를 말한다. 보통 압력 1atm 하에서의 녹는점을 그 물질의 녹는점으로 한다. 순수한 물질은 일반적으로 0.5-1℃의 좁은 녹는점 범위를 나타내지만 혼합물의 녹는점은 순수한 성분 물질의 녹는점보다 더 낮은 것이 보통이다.
이는 혼합물의 경우 서로 다른 분자간의 인력이 약하기 때문에 분자 인력의 감소로 인하여 물질을 녹이는데 필요한 에너지가 적게 들기 때문이다. 따라서 혼합물의 녹는점은 순물질일 때보다 더 낮게 측정이 되는 것이다.
1.3. 실험기구 및 시약
나프탈렌, 바이페닐, 가열교반기(Hot plate), 온도계, 모세관, 시험관, 거름종이, 미네랄 오일이 실험기구 및 시약으로 사용되었다."
1.4. 실험방법
모세관에 나프탈렌 / 나프탈렌 + 바이페닐을 각각 담는다. 고무줄을 사용하여 온도계 끝에 모세관을 연결시키고 가열교반기 위에 고정한다. 온도를 서서히 가하면서 15초 간격으로 온도를 측정한다.(녹는 시점의 온도/시간, 다 녹았을 때의 온도/시간을 체크한다.) 그래프를 그려서 결과를 확인한다."
1.5. 실험결과
(실험결과)
순수한 나프탈렌 3.0g의 녹는점은 79℃-86℃ 범위로 측정되었다. 이론상 나프탈렌의 녹는점은 80.26℃이므로 실험값과의 오차율은 약 2.8%로 계산된다.
한편 나프탈렌 1.5g과 바이페닐 1.5g의 혼합물의 녹는점은 58℃-64℃ 범위로 측정되었다....
