실험 목적 : 고체 물질의 특정 용매에 대한 용해도가 온도에 의존하는 점을 이용하여 정제하고 산 염기 성질을 이용하여 물질을 분리한다.실험 이론1)재결정(1) 용질 : 녹아 들어가는 물질용매 : 용질을 녹이는 물질용해 : 용질이 용매에 녹는 현상(용질-용질간의 결합, 용매-용매간의 결합<용매-용질간의 결합)화학 평형 상태 : 반응물과 생성물의 농도가 더 이상 변하지 않고 일정하게 유지되는 상태(2) 엔탈피(H) : 어떤 물질이 가지고 있는 고유한 총 에너지 함량(열함량)① 발열 반응 : 열을 방출하는 반응-엔탈피변화(델타H)<0, 안정한 물질-생성물질② 흡열 반응 : 열을 흡수하는 반응-엔탈피변화(델타H)>0, 안정한 물질-반응물질 (3) 르샤틀리에 원리 : 어떤 반응의 평형 상태가 외부 작용에 의해 변하면 그 외부 작용의 효과를 줄이는 방향으로 평형이 이동하여 새로운 평형 상태에 도달한다.(4) 용해도 : 일정한 온도에서 일정량의 용매에 최대한 녹을 수 있는 용질의 양, 일정 온도에서 용매100g중에 녹을 수 있는 용질의 최대량을 g수로 표시한 것, 용매 100g에 용질을 녹여 포화용액을 만드는 데 필요한 용질의 g수(단위 없음)ex)물 20g에 어떤 용질이 20g 녹는다면 용해도는 40이다.①고체의 용해도 : 온도가 높을수록 증가한다.(대부분 흡열 반응→르샤틀리에 원리에 의해 용해되는 방향으로 평형이동)-용해 과정이 발열 반응인 경우에는 온도가 높아지면 결정이 석출되는 쪽으로 평형이 이동하므로 용해도는 감소한다.②기체의 용해도 : 온도가 높을수록 감소한다(발열 반응), 압력이 높을수록 증가한다(헨리 법칙).-압력이 높아지면 단위 부피당 들어 있는 기체 분자 수가 증가함에 따라 용액에서 기체로 빠져나오는 분자 수도 증가하므로 더 많이 녹은 상태에서 평형을 이루게 된다.
질량 측정 및 액체 옮기기온도계 보정예비보고서0000000김 ㅇ ㅇ질량 측정 및 액체 옮기기, 온도계 보정질량 측정 및 액체 옯기기-실험 목적 : 질량과 부피를 측정하기 위해 저울 사용법과 액체를 옮기는데 사용하는 그 사용법을 익히고, 실험 데이터의 처리와 불확정도의 의미, 추정 방법 등을 배운다.-이론 및 원리가. 질량, 무게, 부피, 밀도(1) 질량 (mass) : 물체 안에 들어있는 물질의 양 (단위 : g, kg, mg ...)(2) 무게 (weight) : 물질에 작용하는 중력의 크기 (kgf, N ...)(3) 부피 (volume) : 물질로 가득 차 있는 삼차원 공간의 양 (L, mL, m^3 ...)(4) 밀도 (density) : 주어진 부피 안에 존재하는 물질의 양, 단위 부피 당 질량 또는 물질의 부피에 대한 질량의 비 (g/mL, kg/m^3 ...)나. 측정의 불확정도(측정의 불확실도)-정확도는 측정 결과가 측정한 양이 참된 값과 비교하여 얼마나 일치하는지 나타내는 정도공식정확도의 부족은 실험자의 측정 능력과 주의력 부족으로 발생한다.EX)유리 기구에 새겨진 눈금을 읽는 방법을 확실하게 알지 못하고, 물의 메니스커스밑부분 대신 윗부분의 눈금을 읽으면 정확도가 떨어진 측정이 된다.-정밀도는 그 측정 결과를 같은 방법으로 얻은 다른 값과 비교하여 이 두 가지의 측정 결과가 얼마나 잘 일치하는 가를 나타내는 것, 결과에 대한 재현성공식정밀도의 부족은 실험 방법, 사용한 기구, 실험할 때의 환경에 따라서 발생한다.EX)0.1g까지 읽을 수 있는 어림저울 대신 0.0001g까지 읽을 수 있는 화학저울을 사용하면 정밀도가 올라간다.-정밀도가 높아질수록 더욱 세심한 주의가 필요하며 측정 과정도 그만큼 더 복잡해진다.EX)0.1g정도의 정밀도로 금반지의 질량을 측정할 때는 조금의 때는 큰 영향을 끼치지 않는다. 하지만 0.0001g정도의 정밀도라면 조금의 때도 질량에 영향을 미칠 수 있다.공식에 따라서 정확도 즉 오차는 참된 값을 모르는 경우에는 계산 용액의 무게 측정값들을 대표하는 측정값은 10.0108g이지만 실제 무게 측정 과정에서는 10.0107g 이상과 10.0109g이하 사이의 측정값들도 얻어졌다는 것이다.그리고 이는 용기에 따라서 다르다.10mL 단위의 세부 눈금들이 표시괸 비커를 사용하는 경우에는 부피 측정값을 구성하는 수치들 중 1mL 단위에 해당하는 수치는 실험자의 주관적인 판단 기준에 근거하여 읽어낼 수 밖에 없는 불확실한 수치이다. 따라서 비커를 사용할 경우 최소?1mL 정도의 불확정도를 가진다.눈금 실린더를 사용하는 경우에는 1mL 단위로 세분화된 눈금이 표시되어 있기 때문에 0.1mL에 해당하는 부분은 주관적으로 알아낼 수 밖에 없다. 따라서 최소 ?0.1mL 정도의 불확정도를 가진다. 이와 같이 용기에 표시된 세부 눈금에 따라서 불확정도의 크기는 달라진다.다. 유효 숫자측정에서 기록되는 숫자들(모든 확실한 숫자와 첫 번째 불확실한 숫자)을 유효 숫자라고 한다. 그리고 이 유효 숫자가 많을수록 정밀한 측정의 결과이다.EX)56.1g-3개, 56.13g-4개, 56.130g-5개1. 0이 아닌 정수는 항상 유효 숫자로 계산한다.EX)1457-4개2-1.자리수를 나타내는 0은 모든 0이 아닌 숫자에 앞서는 0으로 절대 유효 숫자로 간주하지 않는다.EX)0.0025-2개2-2.0이 아닌 숫자 사이에 있는 0은 항상 유효 숫자로 간주한다.EX)1.008-4개2-3.수의 오른쪽 끝에 있는 0은 수가 소수점과 함께 쓰여 있을 때만 유효하다.EX)100-1개, 100.-3개3.불확실한 숫자를 하나만 포함시키기 위하여 숫자 하나를 줄일 때에는 마지막 자리를 반올림한다.EX)121.7943-121.7944.덧셈과 뺄셈의 경우, 가장 적은 개수의 소수 자리를 가진 수가 제한 항이 된다.EX)12.11+18.0+1.013=31.123->31.1(18.0이 한 개의 소수 자리이기 때문에)0.6875-0.1=0.5875->0.6(0.1이 한 개의 소수 자리이기 때문에)5.곱셈과 나눗셈의 경우, 계산 결과L의 증류수를 100 mL 비이커에 넣은 후, 무게를 측정한다.(4) 위의 과정을 3번 반복한다.(5) 물의 밀도 표를 참고하여 피펫으로 옮긴 증류수의 부피의 평균값과 표준편차를 구한다. (수온측정)다. 눈금 실린더를 이용한 액체의 이동(1) 3.00 mL의 증류수를 100 mL 비이커에 넣은 후 무게를 측정한다.(2) 3번 반복한다.(3) 증류수의 부피의 평균값과 표준편차를 구한다. (수온측정)라. 뷰렛을 이용한 액체의 이동(1) 뷰렛을 뷰렛클램프를 이용하여 스탠드에 수직이 되게 고정시킨다.(2) 뷰렛의 코크를 돌려 잠근 후 증류수를 붓는다.(3) 코크를 열고 닫으면서 3.00mL의 증류수를 100mL 비이커에 받은 후 질량을 측정한다.(이때 떨어뜨리기 전의 눈금과 떨어뜨린 후의 눈금의 차를 이용하여 배출된 증류수의 부 피를 정확히 측정한다.)(4) 위의 과정은 3번 반복한다.(5) 증류수의 질량의 평균값과 표준편차를 구한다.(6) 증류수의 밀도의 평균값과 표준편차를 구한다.※ 유의 사항(1) 피펫 안에 용액을 채울 때는 피펫 끝이 용액 속에 항상 잠겨 있도록 하여 피펫 속으로버블이 생기지 않도록 하고, 사용 후에는 용기 속에 담가놓지 않는다.(2) 고무 필러를 사용할 때는 절대로 뒤집지 않는다.(3) 피펫이나 뷰렛 끝에 매달린 액체 방울도 놓치지 않는다.(4) 저울 사용 시 주의하면서 다룰 수 있도록 한다.온도계 보정-실험 목적 : 실험에 사용되는 온도계의 눈금은 대게 부정확한 경우가 많기 때문에 온도계 보정을 통해 정확한 온도의 측정을 할 수 있다.-이론 및 원리온도 : 일상생활에서의 온도는 덥고 춥고를 나타내는 척도가 되지만 열역학적으로는 그 물질이 가지고 있는 에너지의 수준을 나타내며 화학 평형과 평형 이동 및 농도, 부피에 영향을 주는 요인으로 실험에서 중요시 해야할 부분이다.온도의 단위 :1.섭씨온도( )-섭씨온도는 표준대기압에서 물의 어는점과 끓는점을 각각 0도씨와 100도씨로 하여 그사이를 100등분한 값으로 가장 널리 쓰이고 있다. 창시자는 방법(1) 비커에 얼음을 넣고 증류수를 적당히 부은 뒤 잘 저어준 후 온도계를 얼음물에 담그고2~3분간 기다린다. 온도계의 눈금이 일정한 자리에 머물 때 그 값을 소수점 아래까지 읽고 기록한다.(2) 끓는점 측정 장치를 세팅하고 비커에 증류수를 소량 넣어 끓이면서 시험관에 온도계를넣어 중탕 가열하여 온도계의 눈금이 일정한 자리에 머물 때 그 값을 소수점 아래까지 읽고 기록한다.(3) 어는점과 끓는점 측정값을 대입하여 보정 식을 완성한다.(4) 가스버너의 불을 끄고 시험관에 미지 액체 시료를 소량 넣은 뒤 온도계를 넣고 끓었던증류수가 담긴 비커에 중탕한 후 온도계의 눈금이 일정한 자리에 머물 때 그 값을 소수점아래까지 읽고 기록한다.(5) 미지 액체 시료의 끓는점 측정 값(t)을 보정 식에 대입하여 보정된 실제 값 T를 구한다.질량 측정 및 액체 옮기기온도계 보정결과보고서0000000김 ㅇ ㅇ질량 측정 및 액체 옮기기가. 시약증류수(색소 함유)나. 기구전자저울, 비이커(Beaker, 100 mL), 온도계(thermometer), 눈금피펫(Mohr pipette ormeasuring pipette, 10 mL), 고무 피펫 필러(Filler), 눈금실린더(Graduated cylinder, 10mL), 뷰렛(Burette), 클램프(clamp), 플라스틱 피펫 필러, 쇠막대기-고무 피펫 필러1) ‘A’를 엄지손가락과 집게 손가락으로 누른 다음 용액을 빨아들일 수 있도록 다른 손으로 큰 공을 꽉 쥐며 진공으로 만든다. 큰 공이 압축된 것을 확인한 후 ‘A’벨브에서 손을 뗀다.2)눈금 피펫을 끼운다.3)피펫을 액체가 들어 있는 용기에 넣은 다음 ‘S’를 엄지손가락과 집게 손가락으로 눌러 용액을 원하는 양만큼 정확히 빨아올린다.4)뽑아 올린 용액을 다른 용기에 옮기려면 ‘E’를 누른다.5)피펫에 남아 있는 마지막 한 방울을 빼내려면 ‘E’압력을 유지하면서 가운데 손가락으로 ‘E’입구를 막고 작은 공을 짜면 된다.-눈금 실린더액체의 부피를 어림으로 측정하는 경우에 사전의 눈금과 떨어뜨린 후의 눈금의 차를 이용하여 배출된 증류수의 부 피를 정확히 측정한다.)(5) 위의 과정은 3번 반복한다.(6) 증류수의 질량의 평균값과 표준편차를 구한다.(7) 증류수의 밀도의 평균값과 표준편차를 구한다.※ 유의 사항(1) 피펫 안에 용액을 채울 때는 피펫 끝이 용액 속에 항상 잠겨 있도록 하여 피펫 속으로버블이 생기지 않도록 하고, 사용 후에는 용기 속에 담가놓지 않는다.(2) 고무 필러를 사용할 때는 절대로 뒤집지 않는다.(3) 피펫이나 뷰렛 끝에 매달린 액체 방울도 놓치지 않는다.(4) 저울 사용 시 주의하면서 다룰 수 있도록 한다.(영점 조정을 잘 하여 실험에 영향이 없도록 한다, 평평한 바닥에 놓아 정확한 값이 나오도록 한다.)실험 결과가. 무게 측정-제조회사 : A&D company-정밀도 : 0.001g-모델명 : FX-200i-사용 범위 : Max 220g나. 피펫을 이용한 액체의 이동-피펫을 이용하여 1회 취한 액체의 부피 : 3ml1회2회3회플라스틱 피펫처음 무게54.036g54.039g54.035g54.034g나중 무게57.030g57.051g56.938g57.070g액체 무게2.994g3.012g2.903g3.036g+플라스틱 피펫이 편리하기는 하나 정밀하게 조정하기는 힘들다.-액체의 평균무게 : 2.970g-실온 : 20°C→증류수의 밀도 : 0.99821g/mL(물의 밀도표 참고)-무게의 불확실도 : 0.0584g-실제로 옮긴 부피의 불확실도 : 0.0585mL=5.88*10^-2-실제로 옮긴 증류수의 부피 : 2.975mL다.눈금실린더를 이용한 액체의 이동-눈금실린더를 이용하여 1회 취한 액체의 부피 : 3mL1회2회3회처음 무게54.031g54.035g54.035g나중 무게57.026g56.920g56.823g액체 무게2.995g2.885g2.788g-액체의 평균 무게 : 2.889g, 실온 : 19°C→증류수의 밀도 : 0.99841g/mL-무게의 불확실도 : 0.104g-실제로 옮긴 증류수의 부피 : 2.8다.
