기체상수의 결정

소개

한국과학영재학교 일반화학실험 A+보고서 입니다.

목차

1. 실험 목표
2. 이론
4. 실험 기구 및 시약
5. 실험 방법
6. 실험 결과 및 분석
7. 결론 및 오차의 원인
8. 생각해볼 문제

본문내용

1. 실험 목표

이상기체 상태방정식을 이해하고 이를 이용하여 일정한 양의 산소와 이산화탄소를 발생시키는 실험을 통해서 기체 상수의 값을 결정한다.

2. 이론

1) 이상기체 상태방정식
지금까지의 교과 과정을 통해서 우리는 Boyle, Charls의 법칙을 알았다. Boyle의 법칙은 온도가 일정할 때, 압력과 부피가 반비례하는 것을 나타낸 법칙이며, Charls의 법칙은 반면에, 압력이 일정할 때의 절대온도와 부피의 관게를 기술한 법칙이다. 그리고 이 둘을 합친 Boyle - Charls 식까지 확인해 보므로써, 부피, 온도, 압력의 세가지 변인들이 기체의 상태에 어떠한 영향을 미치는지를 확인해 볼 수 있다. 그리고 아보가드로의 법칙은 또 다른 변인인, 분자량의 개념을 도입하여, 바로 이 분자량, 몰 수의 관계를 기술한 법칙이다. 지금까지 전술한 법칙들을 응용해보면, 흔히 이상기체 상태방정식이라고 불리는, PV=nRT 의 식을 유도할 수 있다. 여기서의 R이 바로 기체 상수이다.
그렇다면 우리가 아는 저 상태방정식과 흔히 말하는 주어진 변인들을 이용하여서, R을 유도하여 보자. 일반적인 상태에서 우리는 P = 1atm 임을 안다. 즉, 대기압 그 자체이다.

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7. 결론 및 오차의 원인
- 기체 상수는 실제의 값보다 다른 값이 나왔고 이는 아래에서 언급할 오차의 원인들로 인한 것으로 추측된다.

1) 실험1과 2 공통의 오차 원인
- 우리가 실험에 사용한 기체는 이상기체가 아니므로 PV = nRT 가 정확하게 일치하지 않는다. 원래는 기체분자간의 인력과 자체 부피를 고려해 주어야 한다.......

참고자료

· [1] 대한화학회, 표준일반화학실험, 6th ed; 천문각 : 서울, 2005;pp63~67