[물리화학실험]고체의 용해도

소개

고체의 용해도를(Na2SO4, KCl, NaCl, KNO3) 여러 온도에서 측정하여 용해도 곡선을 작성하여 보는 실험레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

1.1. 고체의 용해도를 여러 온도에서 측정하여 용해도 곡선을 작성한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 용해
용질이 용매와 고르게 섞이는 현상을 말한다. 일반적으로 ‘녹는다’라고 표현하며, 두 물질이 균일하게 섞일 때에 사용하는 말이다. 용해는 용매 분자와 용질 분자 사이의 인력이 용질 분자사이의 인력보다 클 때 일어나며 이 경우 용해에 의해 에너지가 낮아져 안정된 상태가 된다. 한편 용매와 용질분자의 구조가 비슷할 때는 두 가지의 인력의 크기가 비슷하지만 무질서해지려는 경향에 의해서 용해가 일어난다. 용해가 계속되어 용질이 용액 속에서 용해 평형상태에 도달하게 되면 용질은 더 이상 용해되지 않는데 이러한 상태를 포화상태라고 한다.
2.1.1. 포화용액
일정 온도에서 일정량의 용매에 용질이 최대한 녹아, 더 이상 녹을 수 없는 상태의 용액을 가리킨다. 특히 물질의 용해도는 온도에 따라 달라지므로 포화용액을 말할 때는 온도를 언급해야 한다.
2.1.2. 불포화용액
용매가 녹일 수 있는 양보다 적은 양의 용질이 녹아 있어 용질을 더 녹일 수 있는 용액으로 용해도는 온도에 따라 바뀌기 때문에 포화용액의 온도를 변화시켜 불포화용액으로 만들 수 있다.
2.1.3. 과포화용액
일정한 온도에서 용질이 용해도 이상으로 녹아 있는 상태를 말한다. 용해도의 한도만큼 녹아 있는 용액(포화용액)을 천천히 식히거나 용매를 서서히 증발시키면 만들 수 있다. 이 상태는 매우 불안정하기 때문에 용질의 결정 또는 결정이 핵으로 될 수 있는 이물질을 용액에 넣거나, 가볍게 저어주거나, 온도를 높여 끓이면 녹아 있던 물질이 고체 상태로 석출되고 포화용액이 된다.

2.2. 용해도(溶解度, solubility)
일정 온도와 압력에서 순수 고체 시료의 용매에 녹는 양은 일정하며, 100g의 용매에 최대한 녹을 수 있는 양이 용해도 이다. 또한, 특정조건하에서 하나의 물질이 다른 물질에 용해하여 포화용액을 만들 때까지 용해하는 양이다. 용해도는 온도와 압력에 의해 변화한다. 용해도를 나타내는 데는 용매 100g 당의 용질의 양 또는 몰수를 사용하는 경우가 많다. 때로는 용매 일정부피당의 용질의 그램수로 나타내기도 한다.

참고자료

· 화학 및 화공실험, 이승호 외 2명, 東和技術, 1993 p.29～30
· 화학용어사전, John Daintith, 전파과학사, 1997 p.229
· 단위조작실험, 노윤찬 외 3인, 진영사(1999), 서울, p.22～25
· 화학공학기초실험, 조성일 외 3인, 녹문당(2007), 파주, p.17～20