어는점내림

소개

어는점내림실험레포트

목차

실험제목
실험목적
실험원리 및 이론
실험기구 및 시약
실험방법
실험결과
논의 및 고찰
참고문헌

본문내용

실험제목』 어는점을 이용한 분자량 측정
『실험목적』
▶ 이 실험에서는 용액의 어는점 내림을 이용하여 용질의 분자량을 결정한다.
『실험원리 및 이론』
▶용액의 어는점을 용질의 몰랄농도, 용매의 몰용융과 분자량 등에 따라 달라진다. 보통 순수한 용매의 어는 점은, 용질을 가해주면 그 용질의 양에 비례해서 내려가는 것으로 알려져 있디. 따라서 가해준 용질의 질량 을 알고, 용매의 어는점이 내려가는 정도를 측정하면 용질의 분자량을 결정 할 수 있다.
용매의 어는점은 용질의 양에 따라서 낮아지는데, 그 관계식은 다음과 같다.
(1)
여기서 는 어는점 내림, 은 용질의 몰랄농도, 는 용매의 몰용해열, 은 용매의 분자량. 은 기체 상수이고 는 순수한 용매의 어는점이다. 이 식은 이상용액이거나 온도 변화가 작은 경우에만 유효하다. 식 (1)에 나타난 항들은 모두 용매에 의존하며 온도에는 무관하기 때문에 다음과 같이 쓸 수 있다.
(2)
는 몰랄 어는점내림 상수라고 부른다.
실험실에서는 용매 1000g을 사용하는 것이 불편하기 때문에 다음과 같은 형태로 바꾼다.
(3)
이 식에서 용매 g에 녹아 있는 용질(분자량)의 양이 g이다.
(4)
이 식이 바로 어는점 내림법에 의한 분자량 계산에 쓰이는 식이다. 이 식을 이용하려면 용매 g에다가 용질 g을 녹여서 어는점 내림을 실험적으로 얻고 어는점 상수를 찾아 식(4)에 넣어 분자량을 계산한다. 몇 가지 순수한 용매의 어는점에 대한 몰랄 어는점 내림 상수의 값은 아래 표에 나타냈으며 이 실험에서 쓰일 수 있다.
▶ 총괄성
용액 속에 들어있는 용질의 종류와는 무관하고 용질의 입자 수(농도)에만 의존하는 용액의 성질을 의미한다. 총괄성에는 어는점 내림, 끓는점 오름, 증기압력 내림, 삼투압이 있다.
▶ 증기압력 내림
어떤 액체(용매) 속에 다른 물질(용질)을 녹이면 증기압력이 낮아지는 현상이다. 즉, 용액 속에 들어있는 용매의 몰수(입자 수)가 많을수록(농도가 진할수록) 증기압력이 내려간다는 것이다. 증기압력은 용매분자가 액체에서 기체로 가려고 하는 힘이라고 할 수 있는데, 증기압력이 클수록 쉽게 증발하게 되는 것이다. 증기압력이 내려가는 이유는 용액 속의 용질 분자들이 용매분자들이 증발하려는 것을 방해해기 때문이다. 용질 분자가 많을수록 그만큼 증발을 더 많이 방해하게 되는 것이다. 그러므로 같은 부피 안에 용질 분자가 더 많이 들어있는 용액일수록 증발하는데 걸리는 시간이 더 오래 걸리게 된다. 증기압 내림은 용액의 몰랄농도에 비례한다. 용질이 휘발성이 아닌 물질일 때 용액의 증기압은 그 종류에는 관계없이 용질의 양에 의해서 결정된다.

참고자료

· 물리화학실험, 대한화학회, 2002
· 물리화학 8판, 에트킨스, 2007
· 현대일반화학, Davis W. Oxtoby, 자유아카데미
· 일반화학, George M. BondnerHarry L. Pardue, 범한서적주식회사