[서울대학교 화학실험] 여러가지 기체의 법칙

소개

2017년 1학기 서울대학교 화학실험 A+ 받은 보고서 입니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction (도입)
3. Discussion
4. 과제
5. Reference

본문내용

1. Abstract
이번 실험에서는 기체 분자의 운동에 대해서 다뤄볼 것이다. 기체 분자들은 자신의 크기에 비해 멀리 떨어져 있어서 분자의 개별적인 특성을 조사하는데 적합하며, 이는 분자론의 발전에 중추적인 역할을 하였다.
첫 번째로, 보일의 법칙에 대해 알아볼 것이다. 기체는 기체 분자와 분자 사이의 빈 공간으로 이루어진다. 여기에 압력을 가하게 되면 기체 분자 사이의 간격이 좁아지면서(빈 공간이 줄어들면서) 부피가 줄어들게 된다. 즉, 온도가 일정하다면 압력이 커질수록 기체의 부피는 줄어드는 것이다. 우리는 이를 위해 압력 센서와 주사기를 이용하여 압력에 따른 부피를 측정해볼 것이다.
두 번째로는 그레이엄의 법칙에 대해 알아볼 것이다. 같은 온도에서 기체 분자의 운동에너지는 일정하다. 그래서 가벼운 분자는 빨리 움직이고 무거운 분자는 느리게 운동하게 된다. 그레이엄은 실험적으로 일정한 온도와 압력 하에서 기체의 유출 숙도는 분자량의 제곱근에 반비례하는 것을 보여주었고, 우리는 이를 위해 염화암모늄 생성 실험을 진행하고, 분자량과 속도의 관계를 구해볼 것이다.
하지만 실제기체는 이상기체와의 차이가 있기 때문에 실험에서 오차가 발생하였고, 이에 대한 고찰은 Discussion에서 다루었다.

2. Introduction (도입)
실험 또는 이론의 역사, 그 안에서의 본 실험의 의의
1) 기체 분자 운동론
기체 분자 운동론은 기체 분자의 운동을 설명하기 위한 가설. 이 이론에서는 다음과 같은 가정을 만족시키는 이상 기체를 가정한다.
① 기체 분자는 질량은 존재하지만, 부피는 존재하지 않는다.
② 기체 분자는 서로간에 힘을 주고받지 않는다.
③ 기체 분자가 일으키는 모든 충돌은 완전 탄성 충돌이다.
(기체 분자들은 속력의 분포를 가지고 있으며, 무질서하게 움직인다)
④ 기체는 어떤 온도나 압력에도 절대로 액화 또는 승화되지 않는다.
⑤ 기체 분자의 평균 분자 운동 에너지는 절대 온도에만 비례하며, 분자의 크기, 모양 및 종류에는 영향을 받지 않는다.

참고자료

· Peter Atkins, Loretta Jones, 화학의 원리, 자유아카데미,2012, 323P