[서강대학교 일반화학실험1 A+ 레포트] Exp11. 분자간 인력과 표면장력

소개

"[서강대학교 일반화학실험1 A+ 레포트] Exp11. 분자간 인력과 표면장력"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. Title
Ⅱ. Purpose
Ⅲ. Theory
Ⅳ. Chemicals & Apparatus
Ⅴ. Procedure
Ⅵ. Data & Results
Ⅶ. Discussion
Ⅷ. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
분자간 인력과 표면장력
Ⅱ. Purpose
분자간 상호 작용에 대해 알아보고, 친수성, 소수성에 대해 알아본다.
Ⅲ. Theory
1. 표면장력
표면장력은 액체 표면을 단위 면적만큼 증가시킬 때 필요한 힘이라 할 수 있다. 이는 분자간 상 호작용이 수면과 표면에서 띠는 형상이 다르기에 생기는 현상이다. 예를 들어 물에 대해 설명해보면, 물은 분자끼리 수소 결합 그리고 쌍극자-쌍극자 인력에 의해 결합하고 있다. 표면 아래의 물 분자들은 서로 모든 방향에서 끌어당긴다. 하지만 표면에서의 물 분자들은 아래로 당기는 힘만 받게 되고, 위쪽에서 끄는 수소 결합과 쌍극자-쌍극자 인력은 없다. 물질은 최대한 그 표면적이 최소일 때 안정성을 띠는 경향이 있다. 물도 이 경향성을 따라 표면의 물 분자들을 밑으로 최대한 끌어당긴다. 이 형상은 소수성 또는 무극성을 띠는 표면에서 물 분자들이 구형에 가까운 모양으로 변하는 원리를 설명할 수 있다.

2. 모세관 작용
부착력과 응집력의 공존에 의해 모세관 현상을 관찰 가능하다. 응집력은 수소 결합과 같이 비슷한 분자들을 끌어당기는 힘을 뜻하고, 부착력은 표면이 물질을 끌어당기는 힘을 의미한다. 액체가 있는 용기에 모세관을 꽂는다고 하면, 액체와 모세관 간의 부착력이 응집력보다 크면 액체가 모세관에 달라붙게 된다. 모세관 표면에 붙은 액체가 붙지 않은 액체의 높이보다 더 높게 위치할 수 있다는 것을 뜻하고 따라서 메니스커스는 U자 형태를 띤다. 그러나 부착력보다 응집력이 더 클 때에는 모세관의 표면에 액체가 결합할 수가 없고 표면 주위의 액체 높이는 표면에서 떨어진 액체보다 더 낮게 형성된다. 따라서 메니스커스는 180도로 회전된 U자 형태를 띤다. 응집력과 부착력 사이의 차이에 의해 나타나는 현상에는 메니스커스 차이뿐만 아니라, 액체 상승 여부 차이도 존재한다. 응집력보다 부착력이 클 때, 모세관을 액체에 꽂으면 모세관을 타고 액체가 올라온다. 해당 현상을 모세관 현상이라고 한다. 액체는 표면적을 줄이려는 표면장력과 표면적을 늘어나게 하는 부착력의 크기가 같을 때까지 상승한다.

참고자료

· Brown 외 6인, Chemistry The Central Science 14th edition, Pearson, 2019, pp. 298~300, 474~482
· 김병호, 알칼리 확산장벽 형성과 유리표면의 얼룩 저항 pp.1~2
· MARQUETTE Univ, Standard Operating Procedure - Base Baths (Alcoholic Hydroxide Solutions), 2014, pp. 2 4. 유동일, 계면과학, 전남대학교출판부, 1998, pp. 44~58