[물리화학실험] 분몰랄부피 측정

소개

제출용으로 작성한 paper 입니다.
예비+결과 및 고찰까지 포함되어 있으며, 완성도가 높습니다.
기본부터 심화에 이르기까지 총괄적 내용을 다루고 있습니다.
본 실험에 있어서는 이 자료만으로도 충분합니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 참고문헌
7. 고찰

본문내용

1. 실험목적
이 실험의 주요한 목적은 조성(무게 %로 나타낸 것)을 미리 알고 있는 여러 NaCl‐용액의 분 몰랄 부피를 결정하는 데 있다. 더불어 NaCl‐용액의 조성과 분 몰랄 부피와의 상관관계와, 분 몰랄 부피와 NaCl‐용액의 온도간의 상관관계를 안다.

2. 실험이론
가) 혼합물의 열역학적 표현 – 분몰 부피 (partial molar volume)
25℃에서 거대한 양의 순수한 물에 1몰의 순수한 물을 가한다면 부피가 얼마나 늘어날까? 18㎤이 늘어날 것이다. 여기서18㎤/mol을 물의 몰 부피라고 한다. 그러면 25℃에서 거대한 양의 순수한 에탄올에 1몰의 순수한 물을 가한다면 부피가 얼마나 늘어날까? 14㎤이 늘어날 것이다.
이렇게 부피 증가가 달라지는 이유는 주어진 수(1 mol당)의 물 분자가 차지하는 부피가 이 물 분자들을 둘러싸는 분자들의 종류에 따라 달라지기 때문이다. 위에서 주어진 예에서는 에탄올이 너무 많기 때문에 모든 물 분자가 순수한 에탄올로 둘러싸인다. 순수한 물에서와는 달리 일반적으로 물 분자들 간의 수소결합에 의한 그물구조가 형성되지 않는 것이다. 따라서 에탄올 속에서는 더 적은 부피를 차지하게 되는 것이다.
정리하면, 분자환경의 변화와 그로부터 초래되는 분자간의 힘의 변화 때문에 혼합물의 열역학적 성질이 조성에 따라 변하는 것이다. 따라서 혼합물의 조성은 분몰부피의 주요 변인이다.
일반적으로 혼합물에서 어떤 물질 A의 분몰부피(partial molar volume)는, 거대한 양의 혼합물에 단위 몰을 가했을 때의 부피변화를 의미한다.

식 (1)은 일정한 온도 및 압력에서 다른 화학종(j)의 양은 고정하고, i 화학종의 몰수를 무한소만큼 증가했을 때의 부피증가의 비율을 나타낸다. 이와 같은 분몰부피를 결정하려면 커다란 탱크에서 1몰의 특정물질을 첨가했을 때 부피증가율을 결정하면 구할 수 있다. 이 경우에 각 화학종의 조성(몰분율)은 거의 변하지 않기 때문이다.

참고자료

· 새롭고 이해하기 쉬운 물리화학 / 부봉현 / 충남대학교출판문화원 / 2011 / 1판 / p73‐74
· 물리화학실험 / H.D Crockford 외 3명 / 탐구당 / 1981 / p72‐79
· 물리 화학8판 / Peter Atkins 외 1명 / 교보문고 / 2008 / p143