기체상수(R) 결정

소개글

일반화학실험 - 이상기체 방정식을 이용한 기체상수R을 계산하는 실험입니다.

목차

1.실험제목
2.실험날짜
3.실험목적
4.기구 및 시약
5.원리
6.실험방법
7.참고사항
8.실험결과
9.고찰

본문내용

대부분의 기체들은 비교적 높은 온도와 낮은 압력 하에서 이상기체의 상태 방적식 PV=nRT를 만족 시킨다. 그러므로 기체상수(R)를 결정하려면 이 식에 들어있는 다른 값들을 측정하면 된다.
이 실험에서는 산소 기체의 압력(P), 부피(V), 몰수(n) 및 온도(T)를 측정한 후 위의 상태 방정식을 써서 R의 값을 계산하게 된다.
산소기체는 MnO2 촉매를 넣고, KClO3을 가열하여 만든다. 시료(KClO3)의 중량감소로부터 발생된 산소기체의 몰의 수를 알 수 있다.
모든 기체 1mol의 부피는 표준 상태에서 22.4 를 차지한다. 따라서 산소 1mol은 32g이고, 이것이 차지하는 부피는 표준상태에서 22.4 가 되는가를 관찰해보려고 한다.
이러한 실험은 KClO3에 촉매(Catalyst)인 MnO2를 넣고 가열하여 산소를 발생시킴으로써 쉽게 알 수 있다.
2KClO3 + MnO2 2KCl + 3O2
즉, 산소를 발생시키기 전과 발생시킨 후의 KClO3의 무게를 정확히 측정하면 그 차이로부터 생성된 산소의 무게를 알 수 있고, 또한 발생한 산소를 모아 부피를 측정하면 산소 32g의 부피가 표준 상태에서 22.4 임을 알 수 있다.
실험에서 얻은 산소의 부피는 표준상태로 보정해야 하며, 산소 기체가 수증기로 포화되어 있는 사실도 고려해야 한다.
기체의 전압은 산소 및 수증기의 부분압(Partial Pressure)의 합과 같다. 따라서 산소의 부피를 표준상태로 보정할 떼에 쓰는 산소의 전체 압력(대기압)에서 물의 부분압을 빼야한다.
6. 실험방법
① 기체 발생 장치를 만든다. 마개와 유리관의 연결 부분을 통하여 기체가 새어나가
지 않는가를 확인 하여야 한다.
② 약 2g의 KClO3를 증발접시에 담고 작은 불꽃으로 조심스럽게 가열하여 건조시
킨다. 약 0.2g의 MnO2를 도가니에 넣고 약 1~2분 정도 가열한다. 시료와 촉매를
시험관에 넣고 무게를 측정한다.

참고 자료

일반화학실험 - 직접 실험후 리포트에 기재한 사항