미터기를 이용한 전기전도도 측정 실험

소개

미터기를 이용한 전기전도도 측정 실험으로
물리화학실험을 수강하는 대학생을 위한 레포트입니다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험원리
4. 실험기구 및 시약
5. 실험과정
6. 실험결과
7. 논의 및 고찰

본문내용

1. 실험제목
: 전기 전도도 측정
2. 실험목적
: 강전해질과 약전해질을 넓은 범위의 농도에서 전기 전도도를 측정한다.
3. 실험원리
(1) 전도도란 무엇인가?
전류는 전해질 용액 속에서 양이온과 음이온이 서로 반대 방향으로 이동함에 의해 서
전도된다. 저항의 역수로서 정의되는 전도도는 이온 수, 각 이온의 전하, 그리고 이온이
이동하는 속도에 비례한다. 전도도 측정은 물리화학에서 약전해질의 이온화 상수 결정,
이온이 생성 또는 소멸되는 반응의 평형상수와 반응속도의 결정, 용액 의 적정, 그리고
이온간 힘의 연구에 이용된다.
온도가 올라가면 이온의 속도가 증가하고 용매의 점성도가 감소하며 이온간의 정전 기
적 작용이 줄고 흔히 약전해질의 경우에는 이온화가 증가하기 때문에 용액의 전 도도가
증가한다. 경험의 규칙에 의하면 수용액의 비전도도는 온도가 올라감에 따 라서 섭씨 1
도당 약 2%정도 증가한다. 그러므로 정확한 전도도 측정에서는 온도를 주의깊게 조정할
필요가 있다.
비전도도는 1㎠의 두 전극판이 나란하게 1㎝떨어진 사이에 들어있는 용액 입방체의 전
도도이다. 당량전도도란 전해질 1당량을 포함하는 용액의 체적이 나란하게 1㎝ 떨어진
두 전극 판 사이에 들어갔을 경우의 전도도이다. 당량 전도도는 직접 측정 하지 않고 비
전도도를 써서 측정한다.
Λ = 당량전도도
k = 비전도도
veq = 당량을 포함한 용액의 부피(㏄)
C = 농도 (당량/ℓ)
비전도도는 용액이 묽어짐에 따라서 감소하며 마침내 순수한 용매의 비전도도에 이르게
된다. 당량전도도는 묽힘에 따라서 증가하는데, 이는 약전해질의 경우에는 해리가 늘어나
기 때문이고 모든 경우에 있어서 이온간 인력이 감소하고 전기 이동 효과가 감소하기 때
문이다. 일가 전해질의 경우 대략 0.01M 이하의 농도에서는 Onsager 극한식이 성립하게
된다. 다가 이온 용액의 경우에는 다음 식으로부터의 벗어남이 훨씬 낮은 농도에서 있게 된다.
Λ = 농도 C에서의 당량전도도
Λ0 = 무한희석에서의 당량전도도
C = 농도 (당량/ℓ)
상수 A와 B는 용매의 유전상수와 점성도, 온도, 전하, 그리고 전해질을 구성하는 특정 이온의 원자가 등으로부터 계산된다. 관계식이 선형으로 되어 있어서 Λ0을 그래프 적으로 얻기가 용이하다. Λ의 실험값을 C1/2에 대하여 도시하고 농도가 영인 곳까지 그래프를 외 연장한다. 약전해질의 경우에는 Onsager 식이 다음과 같이 된다.
α = 해리도

참고자료

· - 일반화학 제8판 , Raymond Chang , 자유아카데미
· - <하이탑 화학 Ⅱ>
· - 화학대사전 , 김창홍 외 5명 , 世和
· - Handbook of chemistry and physics 80th edition 1999-2000/ David R.
· Kide
· - 포털사이트 Naver
· - 물리화학 , 앱킨스