[물리화학실험 A+]어는점 내림법에 의한 분자량 측정

소개

"[물리화학실험 A+] 어는점 내림법에 의한 분자량 측정"에 대한 내용입니다. 계산 과정을 참고하시면 도움이 될 것입니다.

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
어는점 내림법에 의한 분자량 측정

2. Date
실험일: 2024.04.08 (월)

3. Purpose
용액에서 순수한 용매가 응고되어 나오는 경우 어는점 내림에 의해 용질의 분자량을 측정한다.

4. Principle
1) 어는점
일정한 압력에서 고체와 액체가 평형상태에 놓여 있는 온도를 어는점이라고 한다. 순수한 용매인 경우와 용매에 용질을 가한 용액인 경우 어는점이 서로 다르다. 용매를 냉각시키면 내려가던 온도가 일정하게 유지되고 결정이 생기기 시작하는데 이 온도가 어는점이다. 결정핵이 빨리 만들어지지 않으면 과냉각 현상이 생긴다. 과냉각 현상은 분자가 결정성 고체를 형성하기 위한 규칙적인 배열을 갖지 못했기 때문에 일어나게 된다.
용액의 어는점은 순수한 용매와 달리 일정하지 않다. 과냉각이 심하지 않으면 처음으로 결정이 생긴 다음에 온도가 상승하고 이때 제일 높은 온도가 용액의 어는점이 된다. 용액이 모두 고체가 될 때까지 어는점이 계속 낮아지는 이유는 용매 결정이 많이 생길수록 남아 있는 용액이 더 진해지기 때문이다. 순수한 용매와 용액의 어는점 차이는 다음과 같다.
∆T_f=((RT_0^2 M_1)/(1000∆H_f ))m
∆T_f: 순수한 용매와 용액의 어는점 차이, m: 용질의 몰랄농도, R: 기체상수, T_0: 순수한 용매의 어는점, M_1: 용매의 분자량, ∆H_f: 용매의 몰 녹음열
위 식에서 괄호 안의 양들은 모두 용매에만 관련되므로 다음과 같이 고칠 수 있다.
∆T_f=K_f m
K_f는 몰랄 어는점 내림 상수이며 용매의 특성이다. 실험에서는 용매를 1000g을 사용하지 않으므로 위 식을 다음과 같이 바꿀 수 있다.
∆T_f=K_f ((W_2 1000)/(W_1 M_2 ))
이 식을 분자량 M_2에 대해 풀어 쓰면 다음과 같다.
M_2=(〖K_f W〗_2 1000)/(W_1 ∆T_f )

참고자료

· https://www.doopedia.co.kr/doopedia/master/master.do?_method=view&MAS_IDX=101013000750964, 과냉각
· https://www.doopedia.co.kr/doopedia/master/master.do?_method=view&MAS_IDX=101013000922384, 총괄성
· 이승범, 1군발암물질[benzene], 에너지 단열경제, 2019.12.02,
· https://kienews.com/news/newsview.php?ncode=106*************
· https://en.wikipedia.org/wiki/Benzene, benzene
· 김종화, [뉴스 속 용어]이번 주말에 내린다는 ‘어는 비’, 아시아 경제, 2023.02.16,
· https://view.asiae.co.kr/article/*************716858