[화학과 물리화학 실험] Partial molar volume(부분몰랄부피측정)

소개

4. 실험목적
이 실험에서 조성을 알고 있는 여러 NaCl-H20용액들 중에서의 물과 소금의 분 몰랄 부피를 결정하는 데 있다. 분몰 부피를 비중병을 이용해 측정된 밀도로부터 얻어진 농도의 함수로써 계산해낸다.
5. 실험기구 및 시약
기구 : weld-type pycnometer(비중병), 비커, 부피 플라스크, 저울, thermostat(항온조), thermometer
시약 : 증류수, Sodium Chloride(NaCl)
6. 이론
대부분의 열역학 변수들은 두 가지 종류로 구분된다. 하나는 양에 의존하는 시량성질
(extensive properties)이며 다른 하나는 양에 의존하지 않는 시강성(intensive
properties)이다. 대표적인 시강성질로는 밀도, 온도, 압력 등을 들 수 있으며 자유 에너지에 대한 부분 몰 성질인 화학 퍼텐셜(chemical potential) 역시 중요한 시강성질이다. 동일한 종류의 시량성질과 시강성질 사이에는 (예를 들어 부피와 부분 몰 부피) 다음과 같은 식이 성립한다.

목차

실험1)
Partial molar volume
1. 실험일
2. 실험조원
3. 실험실 온도 : 18℃
4. 실험목적
5. 실험기구 및 시약
6. 이론
7. 실험 방법
8. 결과
9. 고찰
10.참고 도서 및 자료

본문내용

이번 실험은 조성을 미리 알고 있는 용액(NaCl-H2O)에서 NaCl과 H2O의 분 몰랄 부피를 결정하는 실험이었다. 실험 과정은 어렵지 않았으나 실험의 부분 몰 부피를 구하는 과정이 좀 복잡했다. 실험을 통해서 각기 다른 용액의 조성에 따른 이성분 용액의 무게와 비중병의 실험으로 구한 부피를 이용하여, 밀도를 구하고, 겉보기 부피와 겉보기 몰랄 부피 등으로 그래프를 그려 분 몰랄 부피를 계산했다. 아주 작은 변수로도 실험의 큰 오차를 줄 수 있기 때문에 실험 기구를 잘 숙지하고 또 기구들을 잘 건조시키고 조심스럽게 다루어야했다. 실험과정은 NaCl 용액을 250mL 만들고, 그 용액을 1/2, 1/4, 1/8, 1/16으로 묽혀 3.0M, 15.M, 0.75M, 0.375M, 0.1875M의 NaCl 용액을 준비하였다.
빈 비중병의 무게와 증류수를 채운 후의 비중병의 무게를 재고, 각 용액 또한 비중병에 넣고 무게를 잰 후 25℃의 항온조에 넣었다. 평형에 도달한 비중병을 꺼내 실온이 되도록 둔 후 실온에서 평형이 된 비중병의 주위를 잘 닦아 무게를 잼으로써 실험값을 얻어냈다.
각 과정에서 먼지나 지문이 묻지 않도록 킴 와이프스로 닦아 내서 무게를 쟀지만 그 과정에서 오차가 생겼을 것으로 예상된다. 또한 정확한 3M의 용액을 제조했어야 했는데 NaCl의 정확한 무게 측정이 어려워 정확한 몰농도의 용액을 만들지 못했고, 희석 시키는 동안 용액의 손실 등을 감안해 점점 희석시킬수록 정확한 농도를 얻기는 더 어려웠을 것이라 생각된다. 또 부피를 재는 유리 기구를 사용 할 때 메니스커스를 정확히 읽어야하는데, 사람의 눈으로 읽는 거라서 매번 상황에 따라 다를 수 있어 그 또한 오차의 원인으로 볼 수 있을 것이다. 그리고 시료를 비중병의 목 중간부분까지 채우는 과정에서 오차가 생겼을 것으로 예상해 볼 수 있다.

참고자료

· 10.참고 도서 및 자료
· 신형식, Laboratory Manual, 전북대학교 환경화학공학부, 전북대(전주), p6-10, 2005
· http://mbel.kaist.ac.kr/lecture/che201/ch2.pdf
· Gibert W. Castellan, PHYSICAL CHEMISTRY, Third edition, University of Maryland.
· Rovert H. Perry, Perry;s Chemical Engineer`s Hand book, 6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985