어는점 내림을 이용한 분자량 측정

소개

2007년 실험한 내용입니다

목차

1. 실험 개요
2. 실험 목적
3. 이론적 배경
4. 실험 방법
5. 실험 기구 및 시약
6. 주의 및 참고 사항
7. 실험 결과
8. 탐구문제
9. 결론 및 오차 원인 분석

본문내용

1. 실험 개요
- 제목: 어는점 내림을 이용한 분자량 측정
- 실험날짜: 2007년 10월 11일

2. 실험 목적
-비휘발성 용질이 녹아 있는 용액의 증기압력이 순수한 용매의 증기 압력보다 낮아지기 때문에 끓는점은 높아지고 어는점은 낮아진다. 용액이 얼 때 생성되는 결정은 순수한 용매의 결정이므로, 결정이 생김에 따라 남아있는 용액은 점점 진해지며, 결정이 생기는 온도는 더욱 낮아지다. 그러므로 첫 결정이 나타나는 온도를 그 용액의 어는점으로 정의한다. 용액의 어는점 내림이 용액의 몰랄농도에 비례하므로 이 실험에서는 어는점 내림을 측정하면 용액을 만든 용질의 양과 용매의 양을 대입하여 분자량을 알아낼 수 있다.

3. 이론적 배경
① 몰랄농도(Molality)
-몰랄농도란 용매 1kg 속에 녹인 용질의 몰수를 말하며, 단위는 몰/kg 또는 m으로 나타낸다. 이것을 식으로 표현하면 다음과 같다.

몰랄농도는 용매의 질량을 기준으로 한 농도이므로 온도나 압력에 영향을 받지 않으며, 용질의 양을 몰수로 나타내므로 입자수의 관계를 다루는데 편리하다.

② 용액의 총괄성(Colligative properties)
- 용액의 총괄성란, 묽은 용액이 지닌 네가지 특성으로, 총괄성은 특정 입자의 성질보다는 용해된 입자의 개수에만 의존하여 집합적으로 나타나는 특성이다. 이 총괄성은 라울의 법칙이 그 근거가 되는데, 1886년 프랑스의 화학자 라울은 비전해질이고 비휘발성인 용질이 녹아있는 묽은 용액의 증기 압력은 순수한 용매의 증기 압력에 용매의 몰분율을 곱하 값과 같다는 라울의 법칙(Raoult`s law)을 발견하였다.
즉, P1: (묽은 용액의 증기압), P1˚: (순수한 용매의 증기압), X1: (용매의 몰분율) 이라면
라는 식이 성립하는데, 이를 라울의 법칙이라고 하는 것이고, 이러한 용액을 이상용액(ideal solution) 이라고 부른다. 이러한 관계에서 벗어나는 용액들은 비이상 용액(nonideal solution) 이라고 하지만, 충분히 낮은 밀도에서 모든 실제 기체들이 이상기체의 법칙을 따르듯, 해리하지 않는 용질을 가진 비이상 용액도 X1 이 1에 접근함에 따라 라울의 법칙에 근접하게 행동하게 된다.
앞에서 말한 용액의 총괄성의 네 가지 특성은 다음과 같다.

참고자료

· ① 현대일반화학 Fifth Edition 1권, Oxtoby Gillis Nachtrieb, THOMSON, p.217~p.226
· ② High Top 고등학교 화학 Ⅱ 1권, 김봉래 ․ 김득호, 두산동아, p.160~p.166
· ③ 핵심 화학 Ⅱ, 심국석 ․ 심중섭 ․ 황성용, 지학사, p.46~47, p.56~58