서울대학교, 화학실험, 만점, A+, 원소분석과 어는점 내림 결과보고서

소개

"서울대학교, 화학실험, 만점, A+, 원소분석과 어는점 내림 결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. Result
1) 원소분석
2) 어는 점 내림

2. Discussion
1) 원소 분석
2) 어는 점 내림

3. Assignment
1) 일상 생활에서 어는 점 내림 현상의 예를 2가지 서술하시오.
2) 에탄올에서 부분적으로 해리되는(2개의 분자로 해리됨 가정) 미지시료 0.07mol을 100mL의 에탄올에 용해했을 때, 용액의 어는 점 내림이 2.3℃로 측정되었다. 이 화합물의 해리 정도 (이온화 된 mol 수, 이온화 되지 않은 mol 수)를 계산하시오.
3) 어는 점 내림 법칙을 적용할 수 없는 경우(용액 및 시료의 성질) 2가지를 서술하시오.

4. Conclusion

5. Reference

6. Extended Data

본문내용

250mL 비커에 얼음과 소금을 넣어, 대략 영하 12도~16도로 온도를 유지하였으며, glass vial에 용액을 넣어 온도 변화를 측정하였다. 먼저, 기준이 되는 증류수의 어는 점을 구하였으며, 증류수의 온도 변화는 Fig 1에서 확인 가능하다.

온도 측정 이후, DW의 온도가 가파르게 내려갔다가 조금의 상승 이후 안정적으로 온도를 유지하는 것을 관찰할 수 있다(Fig 1). 이를 통해 DW의 어는 점은 -0.1도인 것을 알 수 있으며, 이는 과냉각 현상을 고려하여, 온도 상승 후 안정적으로 일정하게 유지되는 온도로 결정하였다.
위 과정을 시료 1, 2도 동일하게 반복하였으며, 시료 1g를 증류수 5mL에 녹여 용액을 만들었다. 시료 1, 2 또한, 온도 측정 이후 온도가 가파르게 내려갔다가 상승하는 것을 관찰할 수 있으며(Fig 2), 시료 1의 어는 점은 -2.8도, 시료 2의 어는 점은 -1.7도로 관찰되었다.

이론적인 포도당의 분자량은 160이고, 설탕의 분자량은 342이며, 동일한 부피, 질량일 때의 몰랄농도는 포도당이 더 크다. 따라서 Equation 1에 따라, 몰랄농도가 더 클 경우, 어는 점 내림 정도가 더 큰 것을 알 수 있으므로, 어는 점이 약 1.1도 더 낮은 시료 1이 포도당인 것을 확인할 수 있다.
∆T_f=K_f×m×i
Equation 1. 어는 점 내림 식, ∆T_f는 어는 점 내림의 정도, K_f는 용매의 어는 점 내림 상수, m은 용질의 몰랄농도, i는 van’t Hoff 계수를 나타낸다.[1]
이후, Equation 1의 정확도 및 NaCl의 해리 특성(i=2)을 반영하여 어는 점 내림을 관찰하기 위해, 실험 1과 2의 어는 점 내림 데이터를 바탕으로 NaCl의 질량 계산 및 어는 점 내림 정도를 관찰했다. 시료 1과 2의 평균온도(-2.25도)의 ∆T_f는 2.15도이다.

참고자료

· 설지웅 외, 《일반화학의 이해》, 라이프사이언스, 2021, 579면.
· 김희준, 《일반화학실험》, 자유아카데미, 2010, 34면.
· 강석기, <제설제 원리 적용한 냉장고 나올까>, 《동아사이언스》, 2022.12.27., <https://m.dongascience.com/news.php?idx=5 7751>, 2024.09.18.
· 한신테크, <에탄올 밀도표준액>, <http://www.hanshintc.co.kr/bbs/board.php?bo_table=P0003&wr_id=6>, 2024.09.18.
· 설지웅 외, 《일반화학의 이해》, 라이프사이언스, 2021, 512면.