[화학실험]마그네슘의 연소

소개

서울대학교 일반화학 2 실험 레폿입니다.
실험 제목은 마그네슘의 연소

목차

Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 실험 기구 및 시약
Ⅲ. 이론적 배경
Ⅳ. 실험 방법
Ⅴ. 실험 결과(data+오차)
Ⅵ. Discussion
1. 흰연기
2. 그을음
3. 물을 넣고 재가열
4. 질량측정과 유효숫자의 문제

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
마그네슘을 연소시키면 산화 마그네슘이 생성되고, 그 반응식은 다음과 같다.
Mg + 1/2 O2 → MgO
이 실험에서는 일정한 양의 마그네슘과 결합하는 산소의 양을 측정하여 마그네슘과 반응하는 산소의 당량을 알아내고 이를 통해 일정성분비의 법칙을 확인한다.

Ⅱ. 실험 기구 및 시약
Mg turnings, 뚜껑이 있는 사기 도가니 2개, 도가니 집게, 쇠그물, 링 스탠드, 토치, 저울, 시계

Ⅲ. 이론적 배경
일정성분비의 법칙 : 주어진 화합물에서 그 물질을 구성하고 있는 원소의 질량비는 일정하 며 그 물질의 근원 또는 제조 과정과는 무관하다. 단 이때의 화합물은 순수한 물질이어야 한다.
이 법칙은 1799년 프루스트(Joseph Louis Proust)가 주장하였다. 이에 반대되는 생각을 가진 대표적인 사람이 베르톨레(Claude Louis Berthollet)였다. 베르톨레는 각 물질은 폭넓은 범위 안에서 변화할 수 있는 분자식을 가진다고 주장하였다. 당시에는 구리의 황화물이나 철의 산화물 등이 2가지 이상 존재함을 몰랐기 때문에 베르톨레의 주장이 설득력을 가질 수 있었던 것이다. 수년간의 싸움 끝에, 결국 프루스트가 승리하여 일정 성분비의 법칙은 ‘법칙’으로 인정받게 되었다.

Ⅳ. 실험 방법
1. 깨끗하게 씻은 도가니를 4~5분 정도 가열하여 말린다.
2. 도가니가 실온으로 식으면 도가니의 무게(도가니+뚜껑)를 측정한다.
3. 도가니에 Mg turning 약 0.2g을 넣고, 무게(도가니+뚜껑+Mg)를 다시 측정한다.
4. 뚜껑을 닫고 토치로 가열을 시작한다. (이 때 불꽃이 너무 약하면 도가니에 그을음이 많이 생기게 되어 오차가 생길 수 있다. 그을음을 최소화하려면 처음에는 약한 불꽃으로 서서히 가열하고 이어 불꽃의 가장 뜨거운 부분으로 가열하는 것이 좋다.)
5. 대략 10분 후 토치를 끄고 도가니를 그대로 놔둔 채 1-2분간 식힌 다음 공기가 들어갈 수 있도록 도가니 집게로 뚜껑을 들어주었다가 곧 닫는다. (이때 마그네슘이 빛을 내면서 타는 것을 볼 수 있을 것이다. 너무 강하게 가열하면 흰 연기가 많이 발생하게 되는데 이 연기가 바깥으로 빠져 나가지 않도록 조심해야 한다.)
6. 다시 10분 동안 가열한 다음 뚜껑을 열어 준다.

참고자료

· 1. Oxtoby & Nachtrieb, Princlples of Modern Chemistry, 5ed., Saunders College Pub., 2002.