2주_이성분 유기 혼합물계의 어는점 도표 작성

소개

제가 판매하는 예비와 결과 레폿은 모두 10점 만점 받은 레폿 입니다~*
(실험 일자: 2009년)
물리화학실험 폴더에 대부분의 실험이 있으니 많은 이용 바랍니다. ^^*

목차

1. 실험 제목
2. 실험조 및 실험자
3. 실험 목적
4. 실험 이론 및 배경
5. 장치 및 시약
6. 실험 방법
7. 참고 문헌



결과:

1. 실험 제목
2. 실험조 및 실험자
3. 실험 결과
4. 토의 및 고찰 (실험 기본 이론+토의/고찰)
5. 참고 문헌

본문내용

3. 실험목적
어는점 측정을 통해 이성분 유기 혼합물계에 대한 온도-조성 도표를 작성하고, 이것을 이용하여 이성분 응축계에 상법칙이 어떻게 적용되는지 알아본다.

4. 실험이론 및 배경
○ 상법칙
미국의 물리학자인 J.W. 깁스가 열역학에 관한 그의 논문(1875~78)에서 유도했다. 열역학적인 평형상태에 있는 계는 어떠한 폐쇄된 용기에 의해 외부와 단절되어 있는 것으로 간주한다. 변수로는 상의 개수 P(고체•액체•기체와 같은 물질의 상태, 1가지의 화학적인 성분으로 되어 있을 필요는 없음), 화학성분의 수 C(순수한 화합물이나 원소), 온도-압력-성분비와 같은 세기 변수의 자유도 F가 있는데 상법칙에 따르면, F = C－ P＋ 2 이다.
따라서 1성분계가 하나의 상을 가지면 자유도는 2이다. 그러므로 온도와 압력을 어느 한도 내에서 변경할 수가 있다. 1성분과 2상(예로 액체와 증기상)을 가지면 자유도=1인 일변계로
이 경우, 온도를 정하면 2개의 상이 평형으로 되어 압력이 확정되고, 압력을 정하면 2개의 상이 평형으로 되어 온도가 확정된다. 따라서 주어진 온도에 대해서는 한가지 값의 압력이 존재한다. 1성분과 3상(즉 밀폐된 용기에서 물에 얼음이 떠있으면서 물 위에는 수증기가 차 있는 상태)이 있으면 자유도는 0인 불변수로 온도와 압력이 일정한 값으로 고정되는데, 이 점을 삼중점이라고 부른다.

이성분계의 녹는점 관계를 이해하는 데 있어서, 압력은 대기압으로 일정하다 보고, 계는 응축상으로 생각하면(즉, 기체상은 없는 것으로 여기면), 이 경우 이성분계의 상법칙은,
P＋ F = C +1 = 3 이 되고,
결과적으로 세 상이 공존하기 위해선 자유도가 없이 온도가 일정하게 유지되어야 하고,
두 상이 공존하는 경우 자유도는 1이 되고, 이 자유도는 온도나 조성으로 선택할 수 있다.

○ 상평형
몇 개의 상이 공존하여 열역학적으로 평형상태를 이루고 있는 것을 가리킨다. 이때 각 성분의 화학 퍼텐셜은 모두 같으며 기브스의 상규칙(=상법칙=phase rule)이 성립한다. 한편 순물질에서의 상평형과 여러 물질로 이루어진 계의 상평형은 다른 규칙이 적용된다.
상평형의 모양은 상평형그림으로 표시되는 일이 많으며, 열평형에 있는 어떤 계의 온도나 압력을 서서히 변화시키면 한 상에서 다른 상으로 이동한다. 이것을 상전이(相轉移)라고 한다.
물의 상평형 그림에서 1기압 상태의 얼음을 살펴보면, 온도가 증가하여
0℃에 이르면 액체와 고체 사이의 경계선에 도달하는데, 이 선은 고체와 액체가 공존하는 점을 이은 것이다.
이 온도 이상에서는 액체로 존재한다.

참고자료

· 본 자료 참고