소개글
"동아대학교 물리학 및 실험 2"에 대한 내용입니다.
목차
1. 설탕수용액의 농도측정
1.1. 목적
1.2. 원리
1.3. 실험결과
1.4. 고찰
1.5. 참고문헌
2. 표면장력측정 - DuNcuy장력계
2.1. 목적
2.2. 원리
2.3. 실험결과
2.4. 고찰
2.5. 참고문헌
3. 녹는점 측정
3.1. 기초이론
3.2. 기구 및 시약
3.3. 실험과정
4. 참고 문헌
본문내용
1. 설탕수용액의 농도측정
1.1. 목적
같은 물질을 경우 농도에 따라서 굴절률이 다르다. 그러므로 서로 다른 농도에서 굴절률을 측정하면 액체의 농도에 따른 굴절률의 차이를 알 수가 있다. 그리고 이번 실험을 통하여 굴절계의 사용 방법을 익힌다.
1.2. 원리
빛이 진공 중에서 물질 중으로 진행할 때 그 진로는 굴절한다. 입사각을 I, 굴절각을 r이라 하면, { {sin i} over {sin r}=n (1) 로 된다. n은 물질의 종류, 압력, 온도 및 빛의 파장에 따라 정해지는 정수로서 굴절률(index of refraction 또는 refraction index)라 한다. 굴절률의 측정에는 여러 가지 방법이 있으나 여기서는 액체의 굴절률 측정에 널리 사용되고 있는 Abbe굴절률에 의한 측정법을 기술한다.
Abbe의 굴절계는 굴절률이 다른 두 상간의 반사체를 이용한 것이다. 그 외관 및 구조는 와 과 같다. 평면에서 상접하는 굴절률 n,n0(n>n0)의 두 상 A,B에 있어서 전반체의 모양은 그림 5-4(a), 5-4(b)와 같다. 임계각을 C라 하면, n = n0sin C (2) 시야는 오른편에 표시된 원과 같으므로, 임계각 C를 구하면 n/n0를 알 수있다. { 는 전반사를 이용한 Abbe굴절계의 원리를 나타낸 것이다. 보조 프리즘과 기초 프리즘(둘다 굴절률은 n0) 사이에 굴절률 n의 액체의 박층(두께는 0.1mm)을 만든다. 보조 프리즘에서 입사한 광선은 액층에 따라 진행한 것을 한계로 해서 기초 프리즘에 들어와 굴절하여 공기 중으로 나가서 망원경에 들어간다. 기초 프리즘에서 굴절각은 망원경을 이동하여 시야가 명암 두 부분으로 나누어지는 위치에서 구해진다. { 이때 액체의 굴절률 n은 다음과 같이 된다. { n=sinø SQRT { ({ n}`_{0 } ^{2 }- { sin}^{2 }β)}-cosøsinβ Abbe굴절계에서는 망원경에 있는 눈금이 β가 아니고 직접 Na의 D선에 대한 값 nD가 구해진다.
1.3. 실험결과
농도별 설탕수용액의 굴절률은 다음과 같은 결과를 보였다. 7.5% 농도에서 굴절률 nD는 1.332, 5% 농도에서는 1.34045, 2.5% 농도에서는 1.3362, 1% 농도에서는 1.3341로 나타났다. 또한 미지의 농도 시료는 약 2.7% 정도로 측정되었다.
농도가 짙을수록 설탕수용액의 굴절률이 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 수용액 내 용질의 농도가 증가함에 따라 용질의 굴절률이 더 큰 영향을 미치기 때문이다. 즉, 용질 농도가 높을수록 용질 분자의 밀도가 높아져 빛의 진행 속도가 느려져 굴절률이 증가하는 것으로 볼 수 있다.
따라서 설탕수용액의 농도를 알 수 없는 경우라도 굴절률을 측정하여 참고문헌의 농도-굴절률 데이터와 비교하면 해당 용액의 농도를 추정할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.
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참고 자료
물리화학실험(자유아카데미,) : 김정림 - p349 ~ p364
이화학사전(교육출판공사) : 김병희
화공기초실험(동아대학교출판부) : 김광, 박동원 편저 - p34~p37
http://100.naver.com/ (네이버 백과사전) - 에탄올, 메탄올에 대하여
물리화학실험(자유아카데미,) : 김정림
화공기초실험(동아대학교출판부) : 김광, 박동원 편저
대학물리학(도서출판 대웅) : 김용운
