물리화학실험 표면장력 측정 A+ 결과레포트

소개

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목차

1. Title
2. Date
3. Purpose
4. Principle
5. Reagents & Apparatus
6-1. Procedure(예비)
6-2. Procedure(결과)
7. Data sheet
8. Result
9. Discussion
10. Reference

본문내용

1. Title
표면장력

3. Purpose
이 실험 목적은 모세관법과 장력계법에 의하여 액체의 표면장력을 결정하는데 있다.

4. Principle
1) 표면장력이란 표면을 내부로 잡아당기며 표면적의 증가를 억제하는 힘을 말한다. 표면장력의 크기는 분자간의 인력의 크기와 관련되어 있으며, 표면장력의 크기는 분자간의 인력이 큰 액체일수록 크다. 표면장력은 온도가 물질의 임계온도에 가까워질 때 0이된다.
표면장력을 측정하는 방법은 모세관법과 장력계법이 있다. 모세관법은 모세관을 물의 표면 밑에 넣으면 물이 모세관의 유리의 표면을 접촉하며 액체가 모세관속으로 올라오는 현상을 이용한다. 표면장력은 모세관에 있을 때의 액체와 용기에 있을 때의 액체높이의 차이에 영향을 주므로 이 높이의 차이를 측정하여 표면장력을 구할 수 있다. 모세관법을 이용하여 표면 장력을 구하는 식은 다음과 같다.
γ = 1/2⋅h⋅d⋅g⋅r⋅cosθ^(-1) ----(1)
γ: 표면장력(N/m), h: 액체가 상승한 높이, g: 중력가속도, r: 모세관 반지름, θ: 액체의 막과 모세관 벽사이의 접촉각
접촉각 θ 는 대부분의 경우 거의 0도이므로 cosθ 는 거의 1이 된다. 따라서 식을 정리하면
γ = 1/2⋅h⋅d⋅g⋅r ----(2)
장력계법은 표면장력은 장력계의 금속 고리를 액체의 표면으로부터 끌어내는데 필요한 힘을 측정하여 구한다. 힘의 크기는 장력계의 다이얼의 지시된 눈금에 비례하며, 이 다이얼의 눈금을 표면장력 단위로 보정할 필요가 있다. 장력계로부터 측정한 눈금을 표면장력 단위로 보정하는 식은 다음과 같다.

<중 략>

9. Discussion
1)고찰
이번 실험은 모세관법과 장력계법을 이용하여 물과 에탄올의 표면장력 측정 실험을 하였다. 먼저 모세관법을 이용한 표면장력을 측정하기 위해 에탄을 가지고 EtOH의 10 wt%, 20 wt%, 40 wt%, 60 wt%, 80 wt%, 100 wt%를 20g 기준으로 전자저울을 이용해 각각 2g, 4g, 8g, 12g, 16g을 삼각 플라스크에 담은 후 20g에서 모자른 양만큼 증류수를 채워 20g을 맞추어서 용매를 만들었다. 모세관의 올라온 길이를 측정하기 위해 모세관을 자로 0.5cm마다 미리 표시해 놓고 각각의 만든 용매를 흔들어서 에탄올과 증류수가 섞이게 한 뒤 샬레에 담가 놓았다. 그 뒤에 샬레에 담긴 각 용매의 표면만 모세관을 닿게 해서 액체의 최대 높이를 측정하였으며, 한번 측정한 뒤 모세관을 털어 모세관 내부의 액체를 없앤 뒤 2번 더 실험을 반복해 총 3번의 실험을 하였다. 총 7가지의 용액의 측정을 마치고 장력계법을 이용한 실험을 하였는데 장력계법을 이용한 표면장력 측정 실험은 증류수와 EtOH 100wt% 용액의 표면장력 측정을 하였다. 빨간 원 안에 물방울이 들어가게 balance의 수평을 맞추고 장력계의 다이얼을 돌려서 큰 눈금의 0과 작은 눈금의 0이 만나도록 하고 나서 증류수가 담긴 샬레를 올려놓은 후 고리를 표면에만 닿게 한다. 그 후 다이얼을 천천히 돌려 고리가 표면에서 떨어지는 순간의 눈금을 기록하였다.

참고자료

· 계면활성제의 기초원리와 제미니형 계면활성제
· 과학기술정책 = Science and technology policy v.8 no.10 = no.115 , 1998년, pp.52 - 62
· 조영희 (연구기획관리단)
· 계면활성제의 종류별 구조
· https://ecotrees.co.kr/article/%EC%9E%90%EB%A3%8C%EC%8B%A4/7/143/
· Brown/Lemay/Bursten/Murphy/Woodward; Chemistry, The Central Science e13 , 11. 액체와 분자간의 힘
· 화장품 계면활성제http://www.esocialtimes.com/news/articleView.html?idxno=30466
· 민윤식. "화장품에서 계면활성제의 응용과 실례." 국내석사학위논문 成均館大學校 大學院, 2004. 서울, http://www.riss.kr/link?id=T9866998&outLink=K