증기-액체 평형에서 혼합물의 조성 결정(불변끓음혼합물)

소개

증기-액체 평형에서 혼합물의 조성 결정(불변끓음혼합물)

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험기구 및 시약
5. 실험 방법
6. 실험 결과
8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 제목 : 증기-액체 평형에서 혼합물의 조성 결정(불변끓음혼합물)

2. 실험 목적 : 최저 끓는점을 갖는 이성분 액체계의 끓는점-조성 도표를 결정하고, 아베 굴절계를 사용하여 이성분 액체 혼합물의 조성을 결정하는 방법을 배운다.

3. 실험 이론
(1) 라울의 법칙
1888년 프랑스의 물리화학자 F.M.라울이 실험을 통해 발견한 법칙이다. 비휘발성 물질 용액에서, 용액 속 용매의 증기압은 용매의 몰분율에 비례하며, 또 용매의 증기압 내림률은 용질의 몰분율과 같다는 법칙을 말한다. 예를 들면 휘발성인 에탄올을 물에 녹인 용액의 증기압은 물의 증기압보다 높다. 에탄올은 물보다 끓는점이 낮아 쉽게 증발하기 때문에 물이 증발하는 것을 방해하지 않고 그보다 더 빨리 기화하기 때문이다. 그러나 비휘발성인 설탕을 물에 녹인 용액은 설탕 분자가 물이 증발하는 것을 부분적으로 방해하기 때문에 설탕물의 증기압은 물보다 더 낮아진다. 이런 현상이 라울의 법칙이다. 전체 농도 범위에 걸쳐 라울의 법칙이 성립하는 용액을 이상용액이라고 한다. 이에 대해 라울의 법칙에서 예상했던 증기압보다 더 작게 또는 더 크게 나타나는 경우를 비이상용액이라고 한다.

어떤 온도에서 순용매의 증기압을 , 같은 온도에서 용액의 증기압을 , 그 용액 중의 용질의 몰분율을라 하면, 의 관계가 성립한다. 여기서 , 는 각각 용액 중의 용매 또는 용질의 몰수이다. 이 법칙을 이용하여 묽은 용액의 증기압내림을 측정함으로써 용질의 분자량을 구할 수 있다.

용질이 휘발성인 경우에도 를 용액과 평형 상태에 있는 기체상 중의 용매증기의 부분압력으로 하면 위의 관계가 성립한다. 용매의 몰분율을 이라 하면 이므로, 라울의 법칙은 로 고쳐 쓸 수 있다.

(2) 이상 용액의 일반적 특성
이상 용액이란 모든 농도 범위에 걸쳐서 Raoult의 법칙을 만족하는 용액을 말한다. 입자크기가 같고 분자 간에 작용하는 힘이 같다. 이상 용액의 개념은 여러 휘발 성분을 포함하는 용액에까지 확장된다. 이 개념은 실제 용액의 실험적 성질을 일반화시킨 것이 그 기초가 되며, 모든 실제 용액의 극한 행동을 나타내는 것이다. 여러 휘발성 물질로 된 용액이 처음에는 진공이었던 용기에 들어 있다고 생각하자. 성분이 모두 휘발성이므로 용액의 일부가 증발되어 액체 위의 공간이 증기로 채워질 것이다. 온도 T에서 용액과 증기가 평형에 이르면, 그릇 속의 전체 압력은 용액의 여러 성분의 부분 압력의 합이다. 즉,

참고자료

· 없음