[화학공학실험] 부분 몰부피 측정

소개

A

목차

실험요약
1. 실험목적
2. 이론
몰부피
부분몰부피
3. 실험장치 및 방법
4. 실험결과 및 고찰
5. 결론
6. 사용기호
참고문헌
부록

본문내용

Ⅱ. 이론

2.1 몰부피 (Molar volume)
물질 1몰(mol)이 차지하는 부피. 이상기체 1몰이 차지하는 부피는 0℃, 1기압에서 약 22.4ℓ/mol이다. [2]

2.1 부분 몰부피 (Partial molar volume)
먼저 용액1,용액2가 있다. 각 용액에는 몰 n₁과 n₂그리고 부피 V₁과 V₂가 있고 혼합하였을 때 부피는 V 라고 정의하자.
이때,
이므로 다음과 같이 표현된다.
……………………………………………………… [1]
[eq.1]을 미분하면
…………………………………………… [2]
[eq.2]에서 열역학적 성질인 Gibbs-Duhem equation에서 P,T = const 일 때
이므로
……………………………………………………… [3]
혼합물 속의 용액은 이므로

………………………………………………………………… [4]
[eq.4]에 을 대입해서 정리하면

……………………………………………………… [5]
축의 절편은 반대로 을 로 바꿔 그래프를 그리면 축의 절편은 이 된다. 이를 이용해 실험에서 plot하여 절편값을 구하면 부분 몰 부피를 구할 수 있다. [3]



4.2 고찰
이번 실험은 증류수-에탄올 혼합용액의 몰분율 변화에 따른 각 성분의 부분 몰부피를 측정하는 실험이다. 에탄올의 몰분율을 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0으로 변화시키면서 그 때의 부분 몰부피를 각각 계산한 결과 에탄올의 몰분율이 증가 할수록 혼합용액의 몰부피는 증가 하였고, 그 때 물의 부분 몰부피는 감소하였다.
19℃의 이상적 혼합용액에서 에탄올의 몰분율이 0.0일 때, 즉 증류수의 몰분율이 1.0이라고 가정했다. 이 때 물의 부분 몰부피의 이론값은 18ml/mol이다. 그러나 실제로 실험한 결과 17.99ml/mol이 나왔다. 오차율은 0.01%로써 거의 오차가 없는 실험이었다. 그러나 완벽한 실험을 하기 위해서 오차가 생긴 이유를 생각해 보았다.
먼저 혼합용액의 무게를 측정하는 과정에서 전자저울을 사용하였는데 소수점 한자리 수 까지 밖에 나오지 않는

참고자료

· (1) 공주대학교 출판부 화학공학실험(2005), page 22
· (2) http://100.naver.com/100.nhn?docid=63860
· (3) J. M. Smith ․ H. C. Van Ness ․ M. M. Abbott, 김화용․여영구․임경희 공 역, McGraw-Hill Korea, 화학공학열역학 7th Edition, page 332-337
· (4) Peter Atkins, 교보문고, 물리화학 7th Edition, page 182
· (5) http://www.thermexcel.com/english/tables/eau_atm.htm