[물리화학실험] Exp 6. 이온세기 효과

목차

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

본문내용

Ⅰ. Title
Exp 06. 이온세기 효과

Ⅱ. Purpose
본 실험에서는 수용액에서 용액 이온세기 변화에 따른 이온의 활동도 계수 변화로 인해 염의 용해도가 달라지는 상황을 살펴본다. 열역학적 평형상수와 용해도를 통해 이온세기에 따른 활동도 계수를 구한다.
구해야 할 물리량 : 적정 시 사용한 표준용액(1N KSCN)의 양, 열역학적 평형상수, 이온세기, 평균 활동도 계수

Ⅲ. Theory
1. 활동도(activity)와 활동도 계수(activity coefficient)
- 용매의 활동도
어떠한 용매 A가 있을 때, 용매 A는 ∗의 화학 퍼텐셜 일
반식을 만족한다. 이 화학 퍼텐셜 일반식은 실제용액이나 이상 용매에 모두 적용 할 수 있다. 이상용액의 경우 용매는 raoult’s law를 만족하므로 의 식이 성립한다. 따라서 두 식을 적용하여 정리하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.
만약 실제 용액이 Raoult’s law를 벗어나는 경우, 다음과 같이 비슷한 형태로 식을 작성할 수 있다.
이때, 는 활동도로 정의하며 유효한 몰분율을 나타내는 값이다. 처음 작성한 화학 퍼텐셜 식은 실제용액에도 적용할 수 있으므로, 두 식을 비교하면 로 증기압력을 측정하여 용매의 활동도를 구할 수 있다.
용질의 농도가 0에 가까울수록 용액은 이상용액처럼 행동한다. 따라서 용매의 활동도는 수렴하게 된다. 이 관계를 나타내기 위해 활동도 계수를 사용하여 다음과 같이 표현한다.
이 관계는 모든 온도와 압력에서 성립하므로 용매의 화학 퍼텐셜은 활동도 계수를 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
-용질의 활동도
용질의 농도가 0에 가까운 묽은 용액에서는 이상용액처럼 행동한다. 용질은 Henry의 법칙에 따라 증기압력은 이다. 이를 이용하여 화학 퍼텐셜 일반식을 정리

참고자료

· 대한화학회, 물리화학실험, 교문사, 제2판, 2001, pp. 92-95
· Peter Atkins et al, Atkins’ Physical Chemistry, Oxford, 11th edition, 2018, pp. 366-401