몰질량의 측정

소개

실험목적 : 이상기체 상태방정식을 이용해서 쉽게 증발하는 기체의 몰질량을 결정한다.

실험원리 : 원자나 분자는 매우 작은 입자이기 때문에 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그래서 원자나 분자의 질량을 나타내기 위해서 상대적인 방법을 사용한다. 즉, 질량수 12인 탄소의 원자 몰질량을 12라고 정의하고(여기서 몰질량이란 분자 1몰 당 질량을 나타내는 양으로써 분자량이라고도 한다.), 이 동위원소 12 g에 들어있는 탄소원자의 수를 아보가드로 수라고 하며, 아보가드로 수만큼의 원자 또는 분자를 1 몰이라고 정의한다. 따라서 분자의 몰질량도 1몰에 해당하는 분자의 질량을 탄소 원자 1몰의 질량과 비교하여 결정한다.

목차

1. 실험제목
2. 실험날짜
3. 실험 조 및 공동 실험자
4. 실험목적
5. 실험원리
6. 시약 및 기구
7. 실험방법
8. 결과
9. 고찰
10. 참고문헌

본문내용

4. 실험목적 : 이상기체 상태방정식을 이용해서 쉽게 증발하는 기체의 몰질량을 결정한다.

5. 실험원리 : 원자나 분자는 매우 작은 입자이기 때문에 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그래서 원자나 분자의 질량을 나타내기 위해서 상대적인 방법을 사용한다. 즉, 질량수 12인 탄소의 원자 몰질량을 12라고 정의하고(여기서 몰질량이란 분자 1몰 당 질량을 나타내는 양으로써 분자량이라고도 한다.), 이 동위원소 12 g에 들어있는 탄소원자의 수를 아보가드로 수라고 하며, 아보가드로 수만큼의 원자 또는 분자를 1 몰이라고 정의한다. 따라서 분자의 몰질량도 1몰에 해당하는 분자의 질량을 탄소 원자 1몰의 질량과 비교하여 결정한다.
분자의 몰질량을 측정하는 방법은 가장 간단하게 이상기체의 압력과 체적 및 온도 사이의 관계를 나타낸 기체의 상태방정식을 이용하는 것이다. 이상기체란 이상기체 법칙을 따르는 기체를 말하며 구성분자들이 모두 동일하며 분자의 부피가 0이고, 분자끼리의 상호작용이 없는 가상적인 기체이다. 실제의 기체들은 충분히 낮은 압력과 높은 온도에서 이상기체와 비슷하게 움직인다. 대부분의 기체는 상온, 상압에서 이상기체 상태방정식을 만족하기 때문에 기체의 부피, 온도, 압력과 함께 용기를 가득 채우는 데에 필요한 물질의 질량 W를 측정하면 이상기체 상태방정식으로부터 몰질량 M을 계산할 수 있다. 이상기체는 구성분자들이 모두 동일하며 분자의 부피가 0이고, 분자끼리의 상호작용이 없는 가상적인 기체라 할 수 있다.


이 실험에서는 액체를 가열해서(기화: 액체가 열에너지를 흡수하여 기체로 변하는 현상.) 일정한 부피를 가진 플라스크의 내부를 기체로 채운 다음에 플라스크를 다시 냉각시켜 액체로 만든 다음에 질량을 측정하는 방법을 사용한다. 정밀한 측정을 위해서는 피크노미터라고 하는 특별하게 만든 작은 플라스크를 사용하지만 이 실험에서는 100 mL 삼각 플라스크를 사용한다.

참고자료

· <표준 일반화학실험>
· 제 6개정판 , KCS대한화학회 , 발행인 : 이덕길 , 2005년도 , p.58~ p.62
· <THE MERCK INDEX>
· twelfth edition , MERCK & CO.,INC , Paul G. Stecher , 1996년도, p.
· <HACKH′S CHEMICAL DICTIONARY>
· 4th edtion , McGRAW-HILL BOOK COMPANY , Julius Grant , 1972년도
· <무기화학실험>
· 제 4판, 고려대학교출판부, 편저: 김시중, 신영국, 1994년도, p.76~p.77
· <일반화학실험>
· 제 5호, 공주대학교출판부, 저자: 공주대학교사범대학화학교육과 오제직,김재현,류해일,홍춘표, 1999년도, p.12~p.19