기체의 확산법칙 (화학 및 실험 A+자료 )

소개

안녕하세요
직접 작성한 '화학 및 실험' 과목 A+ 받은 자료입니다.

예비, 결과가 같이 있으며
실험 결과와 결과 분석(질문, 오차원인 등등)이 있는 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
2.1 기체분자운동론
2.2 확산과 확산속도
2.3 Graham의 확산 법칙(Graham's law of diffusion)
2.4 브라운 운동

3. 실험방법
(1) 산•염기 반응을 통한 기체 확산속도 측정
(2) 분자량이 다른 염기성 물질의 기체확산 속도측정

4. 기구 및 시약

5. 참고문헌

6. 실험결과
(1) 산•염기 반응을 통한 기체 확산속도 측정
(2) 분자량이 다른 염기성 용액의 기체확산 속도측정

7. 관찰과 결과 분석
1. (1)번 실험에서 HCl과 NH3의 확산속도 비를 계산하고, HCl과 NH3의 분자량을 이용하여 확산속도 비의 이론값을 계산하여 오차를 계산해보자. 또, HCl과 diethylamine도 같은 방법으로 계산해보자.
2. 이론값과 차이가 나는 이유는 무엇인지 설명해보자.
3. (2)번 실험에서 v1 : v2 : v3 값을 계산해보고 이와 같은 속도차이가 나는 이유에 대하여 간단히 설명해보자.

본문내용

1. 실험목적
다양한 방법으로 분자량이 다른 기체들의 확산속도를 측정하여 확산의 개념을 이해하고 Graham의 법칙을 확인한다.

2. 실험이론
2.1 기체분자운동론
기체 분자의 운동에서 출발하여 기체의 성질을 논하는 이론. 기체상태에서는 분자 사이의 거리가 멀고 운동에너지가 크기 때문에 분자들이 빠르고 자유롭게 운동한다. 이러한 기체의 법칙을 설명하기 위해 이상기체를 가정하고 있다.
① 기체 분자는 질량은 존재하지만, 부피는 존재하지 않는다.
② 기체 분자는 서로 간에 힘을 주고받지 않는다.
③ 기체 분자가 일으키는 모든 충돌은 완전 탄성 충돌이다.
④ 기체는 아무리 온도를 낮추거나 압력을 가해도 절대로 액화 또는 응고되지 않는다.
⑤ 기체 분자의 평균 분자 운동 에너지는 절대 온도에만 비례하며, 분자의 크기, 모양 및 종류에는 영향을 받지 않는다.
이 이론은 D. 베르누이에 의해 시작되었으며 A. 크뢰니히, R. J. E. 클라우시우스를 거쳐 C. 맥스웰, L. 볼츠만 등에 의해 발전된다.
기체 분자 운동론으로 보일법칙, 샤를법칙, 아보가드로 법칙, 이상기체 상태방정식 등을 설명할 수 있다. 그러나 이 이론에서 가정한 기체 분자와 실제 기체 사이와 다른 점이 있다. 실제기체는 분자의 부피, 분자사이의 상호작용 등이 있기에 이상기체를 전제로 하는 기체분자 운동론은 고온과 저압의 특정한 환경에서만 적용될 수 있다.

2.2 확산과 확산속도
2.2.1 확산(Diffusion)
물질을 이루는 분자들이 끊임없이 빠른 속도로 분자 운동을 하여 다른 기체나 액체 속으로 스스로 퍼져 나가는 현상을 확산이라고 한다. 온도가 높을수록 확산 속도가 빠르다. 이는 온도가 높을수록 분자 운동이 활발해지기 때문이다. 그리고 분자량이 작고 가벼울수록 확산 속도가 빠르다. 또한 매질의 종류가 액체, 기체, 진공으로 갈수록 확산 속도가 빠르며 같은 기체라도 압력이 작아질수록 확산 속도가 빠르다.

참고자료

· 사이언스몰 https://www.scienceall.com/
· 두산백과 http://www.doopedia.co.kr/
· 위키백과 https://ko.wikipedia.org/wiki/