[물리화학실험 A+] 어는점 그림

소개

"[물리화학실험 A+] 어는점 그림"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Date
3. Purpose
4. Principle
5. Reagents & Apparatus
6-1. Procedure(예비)
6-2. Procedure(결과)
7. Data sheet
8. Result
9. Discussion

본문내용

1. Title
어는점 그림

2. Date
실험일 : 2022.05.04 (수)

3. Purpose
이 실험의 목적은 디페닐과 나프탈렌이 함께 녹는 온도를 측정하여, 이 혼합물의 냉각곡선을 그리고 이성분계의 온도-조성 상평형도를 작성하는데 있다.

4. Principle

상법칙(phase rule)은 Gibbs에 의해 유도 되었는데, 그 식은,
(1)
: 계의 자유도의 수
: 성분의 수
: 상의 수
: 온도와 압력 등을 고려한 변수

여기서 압력은 1기압으로 하고 성분은 2성분계로 한다. 그러면 이 성분계에 대한 상법칙은,
(2)

식 (2)에서 세 상이 공존하면 자유도는 영이 되므로 온도는 고정 된다. 두 상이 공존하면 자유도는 1이 되고 이 자유도는 온도 또는 조성으로 택할 수 있다. 상법칙을 순수한 물질과 이성분 혼합물에 적용시킬 수 있다.
<Figure 1. 순수한 물질의 냉각곡선>에서 온도가 내려감에 따라 어느 순간 고체가 생기기 시작하면 고체와 액체 두 상이 존재하고 여기에 상법칙을 적용하면 자유도는 없다. 따라서 온도는 일정하게 되어 액체 전부가 고체로 될 때까지 변하지 않는다.
<Figure 2. 이 성분계의 냉각곡선>에서 용융물이 결정화되어 고체가 계속 생기면 남아 있는 액체는 B성분이 많아지게 된다. 이런 결과로 어는점은 계속 내려간다.
<Figure 3. 어는점 그림 장치>


곡선 bc를 따라서는 용융물과 고체 두상이 있으므로 자유도의 수는 1로 온도나 조성으로 택할 수 있다.
함께 녹는 온도가 되면 B성분이 석출되고, 여기서는 액체와 두 고체가 공존하므로, 세 상이 존재하게 되어서 자유도는 영이다. 따라서 온도는 일정하게 된다. 이때의 용융물의 조성을 함께 녹는 조성이라 한다. 계가 완전히 고체화 되면 다시 두 상의 계로 되어 온도는 떨어지게 된다.

참고자료

· www.wikipedia.org, 상규칙
· http://www.doopedia.co.kr, 공융점
· www.wikipedia.org, 자유도
· www.wikipedia.org, 녹는점
· www.wikipedia.org, 과냉각
· www.wikipedia.org, 어는점 내림