일반화학실험 화학양론과 한계반응물 예비보고서

문서 내 토픽

1. 마그네슘(Mg)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

마그네슘은 주기율표 상 3주기 2족 원소로 화학식량은 24.305이다. 밀도는 1.738g/cm^{3}이고 끓는점은 1091℃, 녹는점은 650℃로 상온에서 고체로 존재한다. 공기에 노출되면 스스로 발화하고 물과 접촉했을 때 자연발화를 할 수 있는 인화성 가스를 발생시킨다.
2. 아연(Zn)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

아연은 주기율표 상 4주기 12족 원소로 화학식량은 65.38이다. 밀도는 7.14g/cm^{3}이고 끓는점은 907℃이며 녹는점은 419.5℃이다. 열이나 스파크, 화염과 같은 고열에 위험하고 물질은 상온이나 약간 온도가 상승된 공기에 놓여지게 되면 자연 발화를 할 수 있기 때문에 적정온도이하에서 보관해야한다.
3. 염산(HCl)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

염산은 분자량이 36.46이고 밀도는 7.14g/cm^{3}이다. 끓는점이 ?85℃이며 녹는점은 ?114℃으로 주로 기체로 존재한다. 가열하면 폭발하고 타는 동안 열분해나 연소에 의해 유독가스가 발생될 수 있다.
4. 수소(H2)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

수소 원자 2개가 공유결합한 상태이며 화학식량은 2이고 밀도는 0.8988g/cm^{3}이다. 끓는점은 ?253℃이고 녹는점은 ?260℃으로 상온에서 기체로 존재한다. 격렬한 중합 반응에 의해 화재나 폭발을 일으킬 수 있다. 분해하면 자극성, 부식성, 독성 가스를 생성해낸다.
5. 진한 염산 용액의 농도와 4.0 M 염산 용액 제조 방법

진한 염산이란 염화수소의 진한 수용액을 말하며 염산이 상온에서 물에 포화되는 농도는 공업규격에 따르면 35%이지만 36%나 시판되는 용액의 경우에는 37%인 경우도 있다. 35%의 진한 염산 100g에는 35g의 용질, 즉 염산이 들어있다. 염산의 몰수를 구해보면 염산의 분자량인 36.46을 질량인 35에 나누면 0.96 mol이 나온다. 몰농도를 구하기 위해 진한 염산 용액의 부피도 구해보면 {100`g} over {1.18`g/ml}= 84.7 ml = 0.0847이다 이 용액의 몰농도를 구해주면 M= mol/L이므로 {0.96} over {0.0847}=11.3 M이 나온다. M _{} V _{``} `=`M``` prime `V``` prime 의 식을 이용하면 11.3× x = 4× 250 으로 x=88이 된다. 따라서 진한 염산 용액으로부터 4.0 M의 염산 용액 250ml를 만들기 위해서는 35%의 진한 염산 용액 88ml를 250ml의 비이커에 넣고 250ml가 될 때까지 증류수를 채우면 된다.
6. 수상치환의 개념과 사용 경우

수상치환이란 기체를 포집하는 방법중 하나이다. 수상치환을 하는 방법은 큰 용기에 물을 부운 다음 새로운 관에 물을 공기가 들어가지 않도록 물을 끝까지 채워넣도록 한다. 그리고 큰 용기에 물을 채운 관을 뒤집에 넣고 관으로 기체를 유입시킨다. 유입된 기체는 거품으로 부상되어 관의 위쪽에 위치하게 된다. 기체의 경우 고체나 액체와 다르게 눈으로 확인할 수 없어 이러한 방법을 이용하여 공기를 모은다. 주의해야할 점은 원하는 공기이외의 실험 도중에 다른 기체가 들어가지 않도록 해야한다. 물에서 기체를 포접하는 방법이기 때문에 물에 잘 녹지 않는 기체를 포접하는 경우에 사용된다. 이외에도 수용성은 조금 있지만 기체의 독성이나 인화성이 높은 경우에도 사용된다.
7. 25℃, 1 기압(atm)에서 이상기체 1몰(mol)의 부피

이상기체 상태 방정식인 PV=nRT를 이용하여 문제를 해결할 수 있다. 25℃를 절대온도로 바꿔주면 25+273.15=298.15K이다. 기체 상수 R은 0.08206L?atm K?1?mol?1이다. 이제 식에 대입하면 1×V = 1× 0.08206×298.15 , V=24.42 L가 나온다.

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1. 마그네슘(Mg)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

마그네슘(Mg)은 가벼운 금속으로 물리적 성질은 은백색의 광택이 있고 연성이 좋으며 화학적 성질은 공기 중에서 쉽게 산화되어 산화마그네슘(MgO)을 생성합니다. 또한 물과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 특성이 있습니다. 마그네슘은 가연성이 높아 취급 시 주의가 필요하며, 화재 발생 시 물을 사용하면 폭발 위험이 있으므로 건조 분말 소화기나 모래를 사용해야 합니다. 마그네슘은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있으며, 안전한 취급을 위해서는 관련 법규와 안전 수칙을 준수해야 합니다.
2. 아연(Zn)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

아연(Zn)은 은백색의 금속으로 물리적 성질은 연성과 전성이 좋으며 화학적 성질은 공기 중에서 천천히 산화되어 산화아연(ZnO)을 생성합니다. 또한 산과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 특성이 있습니다. 아연은 가연성이 낮지만 분진 형태로 존재할 경우 폭발 위험이 있으므로 주의가 필요합니다. 아연은 도금, 합금 제조, 화학 공업 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 안전한 취급을 위해서는 관련 법규와 안전 수칙을 준수해야 합니다.
3. 염산(HCl)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

염산(HCl)은 무색의 기체로 물에 잘 녹아 강산을 형성하는 특성이 있습니다. 화학적 성질은 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시키며, 암모니아와 반응하여 염화암모늄(NH4Cl)을 생성합니다. 염산은 부식성이 강하고 독성이 있어 취급 시 주의가 필요합니다. 특히 농축된 염산은 피부와 눈에 심각한 손상을 줄 수 있으므로 안전 장비 착용과 환기가 중요합니다. 염산은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있으며, 안전한 취급을 위해서는 관련 법규와 안전 수칙을 준수해야 합니다.
4. 수소(H2)의 물리, 화학적 성질과 안전 관련 사항

수소(H2)는 무색, 무취, 무미의 가스로 물리적 성질은 가장 가벼운 기체이며 화학적 성질은 공기 중에서 쉽게 연소하는 특성이 있습니다. 또한 금속과 반응하여 수소화물을 생성하고, 산소와 반응하여 물을 생성합니다. 수소는 가연성이 매우 높아 취급 시 주의가 필요하며, 폭발 위험이 있으므로 점화원 제거, 적절한 환기, 안전 장비 착용 등의 안전 조치가 필요합니다. 수소는 연료 전지, 우주 산업 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 안전한 취급을 위해서는 관련 법규와 안전 수칙을 준수해야 합니다.
5. 진한 염산 용액의 농도와 4.0 M 염산 용액 제조 방법

진한 염산 용액의 농도는 약 37%로, 이는 약 12 M의 농도에 해당합니다. 4.0 M 염산 용액을 제조하는 방법은 다음과 같습니다. 먼저 진한 염산 용액을 물로 희석하여 원하는 농도의 염산 용액을 만듭니다. 예를 들어, 12 M 진한 염산 용액 33.3 mL와 물 66.7 mL를 혼합하면 4.0 M 염산 용액 100 mL를 얻을 수 있습니다. 이때 염산 용액을 희석할 때는 항상 염산을 물에 천천히 부어야 하며, 발열 반응으로 인한 화상 위험이 있으므로 주의해야 합니다. 또한 염산 용액은 부식성이 강하므로 안전 장비 착용과 적절한 환기가 필요합니다.
6. 수상치환의 개념과 사용 경우

수상치환은 기체가 물에 의해 대체되는 현상을 말합니다. 이 현상은 기체가 물에 녹지 않고 물보다 밀도가 낮아 물 위에 떠오르는 특성을 이용한 것입니다. 수상치환은 기체의 성질을 확인하거나 기체를 포집하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 마그네슘과 염산의 반응에서 발생하는 수소 기체를 수상치환 방법으로 포집할 수 있습니다. 또한 수상치환은 기체의 밀도 측정, 기체 성분 분석 등 다양한 실험 목적으로 활용됩니다. 수상치환 실험 시 주의해야 할 점은 기체의 안전성, 실험 장비의 안전성 등입니다.
7. 25℃, 1 기압(atm)에서 이상기체 1몰(mol)의 부피

25°C, 1기압(atm)에서 이상기체 1몰(mol)의 부피는 약 24.45 L입니다. 이는 보일-샤를 법칙에 따른 계산 결과입니다. 보일-샤를 법칙은 기체의 압력과 부피가 반비례하고, 온도와 부피가 비례한다는 것을 나타냅니다. 따라서 온도가 25°C(298 K)이고 압력이 1기압(1 atm)일 때, 이상기체 1몰의 부피는 약 24.45 L가 됩니다. 이 값은 기체 실험이나 화학 계산에서 자주 사용되는 중요한 상수입니다. 이상기체 방정식을 이용하면 다양한 온도와 압력 조건에서 기체의 부피를 계산할 수 있습니다.

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