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실험 성적 1등. A+ 얇은 막 크로마토그래피 (TLC) 결과보고서. 실험사진, 계산식 등 모두 담았습니다.

REPORT실험 결과 보고서얇은 막 크로마토그래피? 과 목 명 :? 담당 교수님 :? 소속학과 :? 학 년 :? 분 반 :? 학 번 :? 이 름 :1. 실험 명얇은 막 크로마토그래피2. 실험 목적크로마토그래피는 혼합물에서 각 성분을 분리하여 정성분석을 가능하게하는 중요한 분석 방법이다.이 실험에서는 정상 크로마토그래피에 의한 지시약의 분리 및 아스피린의 전개를 통하여 크로마토그래피의 원리를 배운다.3. 결과 및 토의1). 실험 사진(1). 실험 1[전개 병에 용매 1 채취][ 전개 시작 기준 잡기 ][ 시료 채취 ][ 전개 병에 판 넣기 ][ 전개 상황 관측 ][ 용액 상단 표시 ][ 암모니아 도포 ][ 각 시료의 전개 길이 측정 ]시료브로모 페놀 블루페놀프탈레인페놀레드브로모 크레솔 퍼플미지시료 1용매 이동 거리8.8cm8.7cm8.7cm8.7cm8.8cm시료 이동 거리2.2cm7.1cm2.2cm2.4cm1.8cm6.9cm전개율 (Rf)0.250.8070.2530.2760.2050.784(2). 실험 2< 실험 준비 >[전개 병에 용매 2 채취][ 전개 시작 기준 잡기 ][ TLC 판에 시료 채취 ](1회)(2회)(3회)[ 전개 병에 TLC 판 넣기 ]실험 중[ 전개 관측 ][ 상단 표시 ][ UV ? lamp 발광 ][ 전개 길이 측정 ]시료살리실산아스피린미지시료 2용매 이동 거리8.2cm8.3cm8.2cm시료 이동 거리1.7cm0.5cm0.5cm전개율 (Rf)0.2070.0600.0612). 계산에 사용된 식1. 전개율전개율(Rf)= {원점에서``각``시료가``이동한``거리} over {원점에서``용매전선까지의``거리} = {원점에서`성분물질이`움직인`거리} over {원점에서`용매가`움직인`거리}Ex 1. 전개율용매 ? 헥산 : 아세트산 에틸 = 4 : 1 (v/v)시료 : 살리실산, 아스피린, 미지시료 2■살리실산용매 이동 거리 = 8.2cm시료 이동 거리 = 1.7cm전개율(Rf)= {원점에서``각``시료가``이동한``거리} over {원점에서``용매(%)`=239.34%`■아스피린오차율`=` {�載�``시료의`Rf`-`미지시료`Rf��} over {미지시료`Rf} TIMES100(%)`=` {��0.060-0.061��} over {0.061} TIMES100(%)`=1.64%`3). 실험값 계산실험 1. ( 시료 이동 거리 기준 : 전개 후 시료 최상단 )전개 용매다이클로로 메테인 : 메탄올 = 5 : 1 (v/v)시료브로모 페놀 블루페놀프탈레인페놀레드브로모 크레솔 퍼플미지시료 1용매 이동 거리8.8cm8.7cm8.7cm8.7cm8.8cm시료 이동 거리2.2cm7.1cm2.2cm2.4cm시료 A시료 B1.8cm6.9cm전개율 (Rf)0.250.8070.2530.2760.2050.784상대 오차율(%)21.95, 68.1296.66, 2.9323.41, 67.7334.63, 64.80색상전개 전 색상파란색투명노란색연한 보라색파란색전개 후 색상연한 파란색투명노란색연한 노란색연한 파란색투명발색제 노출 후 색상연한 파란색분홍색연한 빨간색연한 보라색연한 파란색분홍색■브로모 페놀 블루용매``이동``거리`=`8.8cm#시료``이동``거리`=`2.2cm#전개율(Rf)=` {2.2cm} over {8.8cm} `=`0.25#상대``오차율`(혼합`미지시료의`시료`A)`= {��0.25-0.205��} over {0.205} TIMES100(%)`=`21.95(%)#상대``오차율`(혼합`미지시료의`시료`B)`= {��0.25-0.784��} over {0.784} TIMES100(%)`=`68.1(%)■페놀프탈레인용매``이동``거리`=`8.7cm#시료``이동``거리`=`7.1cm#전개율(Rf)=` {7.1cm} over {8.7cm} `=`0.807#상대``오차율`(혼합`미지시료의`시료`A)`= {��0.807-0.205��} over {0.205} TIMES100(%)`=`296.66(%)#상대``오차율`(혼합`미지시료의`시료`B)`= {��0.807-0.784��} over {0.784} TIMES100(%)`=`2.{1.8cm} over {8.8cm} `=`0.205-혼합 미지시료 1중 시료 B용매``이동``거리`=`8.8cm#시료``이동``거리`=`6.9cm#전개율(Rf)=` {6.9cm} over {8.8cm} `=`0.784실험 2. ( 시료 이동 거리 기준 : 전개 후 시료 최상단 )전개 용매헥산 : 아세트산 에틸 = 4 : 1 (v/v)시료살리실산아스피린미지시료 2용매 이동 거리8.2cm8.3cm8.2cm시료 이동 거리1.7cm0.5cm0.5cm전개율 (Rf)0.2070.0600.061상대 오차율(%)239.341.64색상전개 전 색상투명투명투명전개 후 색상투명투명투명UV-lamp 색상연한 파란색연한 검은색연한 검은색■살리실산용매``이동``거리`=`8.2cm#시료``이동``거리`=`1.7cm#전개율(Rf)= {1.7cm} over {8.2cm} `=`0.207#상대``오차율``= {��0.207-0.061��} over {0.061} TIMES100(%)`=`239.34(%)■아스피린용매``이동``거리`=`8.3cm#시료``이동``거리`=`0.5cm#전개율(Rf)= {0.5cm} over {8.3cm} `=`0.060#상대``오차율``= {��0.060-0.061��} over {0.061} TIMES100(%)`=`1.64(%)■미지시료 2용매``이동``거리`=`8.2cm#시료``이동``거리`=`0.5cm#전개율(Rf)= {0.5} over {8.2} `=`0.0614). 측정값 비교■ 전개율 Rf■ 상대 오차율(미지시료 성분 A, B)-브로모 페놀 블루가 미지시료 1중 성분 A에 대하여 Rf값이 가장 근접하며 오차율이 가장 낮다,-페놀프탈레인이 미지시료 1중 성분 B에 대해 Rf값이 가장 근접하며 오차율이 가장 낮다,그러므로 미지시료 성분 A는 브로모 페놀 블루로 추측할 수 있으며, 미지시료 성분 B는 페놀프탈레인으로 추측할 수 있다.■전개율 (Rf)■상대 오차율-아스피린이 미지시료 2에 대하여 Rf값이 가장 근접하며 오차율이 가장 낮다,그러므로 미지시료 2교하면 미지성분이 어떤 성분으로 이루어진 것인지 알아낼 수 있다.실험 1에서 Rf값은 1). 페놀프탈레인이 가장 컸으며 맨눈으로 길이를 확인 시 차이는 근소한 차이이지만 2). 브로모 크레솔 퍼플, 3). 페놀레드, 4). 브로모 페놀 블루의 순서로 값이 컸다. Rf값이 크다는 것은 TLC 판의 실리카젤과의 극성에 잘 작용하지 않는다는 것을 의미하므로 극성의 세기는 브로모 페놀 블루가 가장 강한 극성을 나타내며 다음으로는 페놀레드, 브로모 크레솔 퍼플, 페놀프탈레인이며 극명하게 Rf값이 차이가 나는 페놀프탈레인은 나머지 3개보다 극성이 현저히 낮다는 것을 알 수 있다.실험 1에서 발색제로 암모니아를 사용한 이유는 무색의 시료의 색을 변색시켜 위치를 확인 할 수 있게 해줌에 있으며 암모니아는 염기성 물질이므로 염기에 반응하여 분홍색으로 변색하는 페놀프탈레인을 변색시키기 위함이다.이를 이용한다면 발색제가 산성인지 염기성인지 모를 때 염기에 발색하는 시료와 산성에 발색하는 시료를 찍어 발라 색의 변화를 관찰하여 본다면 발색제가 어떤 성질인지 알 수 있게 된다. 예로 페놀프탈레인은 산성에는 무색이지만 염기성에는 분홍색을 띠고 메틸 레드는 산성에서 붉은색, 염기에선 색 변화가 없으므로 위 두 가지를 가지고 시료 용액이 산성인지 염기성인지 판단할 수 있게 된다. 리트머스 시험지처럼 양쪽 모두 검출이 가능한 것도 있다. 실험 1에서 암모니아에 발색 된 물질은 페놀프탈레인, 페놀레드, 브로모 크레솔 퍼플이 있다. 이를 통해 암모니아는 염기성인 것을 역으로 알아낼 수 있다.(2). 실험2실험 2에서 각 시료의 색상이 모두 투명하여 전개 전, 후 미지시료가 어떤 물질인지 짐작 할 수 없었다. 전개 후 UV-lamp를 사용하여 전개된 시료의 위치를 확인하였으며 색상은 미지시료와 아스피린이 비슷하였고 길이 또한 아스피린과 아주 근접하였으므로 한 번에 미지시료의 성분이 무엇인지 알 수 있었다. 또한, Rf값이 아스피린이 더 작으므로 극성은 살리실산보다 큰 것을 알 수 있다.실험 2에하다.이는 전개 시 더 정확한 값을 얻기 위한 과정이며 다 흡수되기 전에 전개를 시작하게 된다면 바닥에 깔린 액체상의 전개 용매에 섞이게 될 수도 있으며 흡수되는 시간 동안 전개도 같이 진행되어 TLC 판에 꼬리가 길게 그려지게 될 수도 있을 것이다. 또한, TLC 판에 시료 용액을 찍을 때 너무 많은 양의 시료를 찍게 되면 흡수 시간도 늦어지고 흡수할 수 있는 양을 넘어서게 된다면 위와 같은 현상이 발생하게 되며 전개 시 주변으로 퍼져나가 주위의 시료에 영향을 주어 측정에 오차가 발생할 수 있다. 이는 혼합 용액을 분리할 때 문제가 되며 긴꼬리는 비슷한 극성을 가진 용액의 분리 시 분리지점이 꼬리와 섞이게 되므로 정확한 측정이 어렵게 되며 용매에 섞인 시료가 시작점보다 밑에서 끌어올려 지게 되어 분리된 지점과 섞이게 된다.4. 결론본 실험을 통하여 성분을 분석하는 얇은 막 크로마토그래피의 사용법을 익혔으며 크로마토그래피 분석을 통하여 미지시료를 추측하고 확인 할 수 있었다.얇은 막 크로마토그래피를 통하여 여러 시료의 Rf를 계산하게 된다면 혼합 용액의 미지시료도 분석 할 수 있으며 이를 통해 극성 또한 비교해 볼 수 있다는 것을 알게 되었다.또한, 시료들의 색상이 염기성이나 산성에 의해 변색이 될 수 있다는 것과 빛의 파장 때문에 투명한 색상의 물질을 눈으로 볼 수 있게 된다는 것을 알게 되었다.본 실험 시 TLC 판에 시료 용액을 모세관으로 찍고 흡수되는 시간이 필요한데 실험 1에서는 용액을 찍고 바로 전개를 시작하였다. 또한, 전개 병에 TLC 판이 잘 들어가지 않아 수직을 맞출 동안 용매가 잠깐 닿아 전개가 시작되었다. 이로 인해 미지시료의 성분들이 곧게 뻗어 올라가지 못한 부분이 생겼으며 원점의 수직에서 벗어나게 되어 길이 측정 시 오차가 발생하였다.이를 방지하기 위해서는 알맞은 크기의 실험기구와 도구를 사용하여야 하며 조심히 실험을 진행하게 된다면 더 나은 결괏값을 얻을 수 있겠다. 또한, 여러 차례 실험을 경험하여 감각을 익혀야 할 것이다.TLC .

자연과학| 2023.06.20| 18페이지| 3,000원| 조회(692)

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A+ 얇은 막 크로마토그래피(TLC) 예비보고서. 실험 성적 1등. 기초부터 심화, 사진 등 모든것을 담았습니다. 평가A+최고예요

< 목차 >Ⅰ. 실험 명Ⅱ. 실험목적Ⅲ. 원리 및 이론1. 크로마토그래피 원리1). 분배평형과 분배계수2). 크로마토그래피 원리3). 고정상과 이동상4). 전개율 (R _{f})2. 크로마토그래피 종류1). 분석물과 고정상, 이동상의 상호작용에 의한 분류(1). 분배 크로마토그래피 ( LLC )(2). 친화성 크로마토그래피(3). 크기 배제 크로마토그래피 ( SEC )(4). 이온 교환 크로마토그래피(5). 흡착 크로마토그래피2). 고정상의 형태에 의한 분류(1). 종이 크로마토그래피(2). 얇은 막 크로마토그래피(3). 관 크로마토그래피3). 이동상의 특성에 의한 기술(1). 액체 크로마토그래피(2). 기체 크로마토그래피(3). 초임계 크로마토그래피3. 얇은 막 크로마토그래피 ( TLC )Ⅳ. 기구 및 시약Ⅴ. 실험방법Ⅵ. 주의사항Ⅶ. 참고문헌Ⅰ. 실험 명얇은 막 크로마토그래피Ⅱ. 목적크로마토그래피는 혼합물에서 각 성분을 분리하여 정성분석을 가능하게 하는 중요한 분석 방법이다. 이 실험에서는 정상 크로마토그래피에 의한 지시약의 분리 및 직접 합성한 아스피린의 전개를 통하여 크로마토그래피의 원리를 배운다.Ⅲ. 원리 및 이론크로마토그래피는 혼합물에서 각 성분을 분리하여 정성분석을 가능하게 하는 중요한 분석 방법이다.1. 크로마토그래피의 원리크로마토그래피는 여러 성분이 혼합된 물질을 고정상과 이동상에 분배시켜 분리하는 것으로 정성분석, 정량분석에 사용되며 분리와 정제의 주단으로서도 중요하게 이용되고 있다.1). 분배평형과 분배계수분배평형의 원리란 극성용매(A)와 무극성 용매(B)로 구성된 액체를 흔들고 놔두어 층이 생기면 이때 두 용매에 다 녹는 용질(M)을 넣어주면 이 용질이 두 용매에 분배가 되며 평형을 이루게 된다.이를 표현하면 다음과 같다.M(A)`` LRARROW``M(B)MA) : 용매 A에 용해된 용질 분자M(B) : 용매 B에 용해된 용질 분자여기서 M(A) 와 M(B)의 농도를 Ca와 Cb로 나타내면 농도의 비율은 일정 온도에서 다음과 같이 표현할RROW``C _{s}C _{s} : 고정상에 흡착된 시료 ( s: stationary )C _{m} : 이동상에 분배된 시료 ( m : mobile )다시 분배계수로 바꾸면K``=`` {C _{s}} over {C _{m}}C _{s} : 이동상에 분배된 시료의 농도C _{m} : 고정상에 흡착된 시료의 농도이때 고정상에 대한 분배계수가 큰 용질일수록 고정상에 머무는 시간이 길어질 것이다. 이는 고정상에 달라붙는 힘이 크기 때문에 더디게 이동되는 것이다.반대로 이동상에 대한 분배계수가 큰 용질일수록 고정상에 약하게 붙으므로 머무는 시간도 짧아지게 된다.만약 고정상에 머무는 시간이 없다면 분배계수는 0이 된다.그러므로 이동 속도의 차이가 클수록 거리의 차이가 벌어지며 전개율 값의 차이가 벌어지게 된다4). 전개율(Rf)분리나 정제하려는 물질이 적당한 용매에 녹아 이동상을 따라 이동될 때, 고정상에 흡착되는 정도에 의하여 이동성이 달라져 물질의 분리가 일어나게 된다. 이 현상은 일정한 온도, 압력 하에서 같은 물질, 같은 이동상에서 이동한다면 같은 거리를 이동하게 되며 재현성을 가지고 있다. 이 비례가 항상 일정하여 Rf(Rate of Flow)라 부른다.전개율은 물질별 용매의 조성에서 얼마나 멀리 이동하는가를 나타내는 값으로 전개율이 같거나 근접하면 같은 물질임을 알 수 있는 지표이다. 또한, 전개율이 작은 값일수록 극성용매임을 나타내며 식은 다음과 같다.전개율(Rf)= {원점에서각용매가이동한거리} over {원점에서용매전선까지의거리} = {원점에서`성분물질이`움직인`거리} over {원점에서`용매가`움직인`거리}예시 )색소 A 색소 B, 색소 C가 있다.TLC 판이 12cm일 때 원점을 용지 아래에서 1cm 위로하고 전개액이 용지 끝 1cm까지 올라갈 때까지 전개하였다고 하였을 때색소 A가 원점에서 2cm색소 B가 원점에서 4cm색소 C가 원점에서 7cm 가 나왔다고 하자.여기서 각 색소의 Rf값을 구한다면색소 1){2cm} over {10cm} `=`0.2분은 용매에 잠기게 하면 용매가 모세관 현상에 의해 종이를 따라 스며 올라가면서 혼합물도 같이 끌고 이동하게 되며 이때 성분이 분리계수에 의해 분리되어 위치가 다른 곳에 점이 형성된다.?종이 크로마토그래피는 액체-액체분배 크로마토그래피이다.(2). 얇은 막 크로마토그래피 (TLC : Thin Layer Chromatography )종이 크로마토그래피와 비슷하면 지지체 위에 실리카겔이나 알루미나 등의 미립자를 고정상으로 하고 이동상은 액체인 크로마토그래피이다. 판 형태로 되어 있으며 물질을 전개, 분리할 때 사용되며 주로 비휘발성 화합물을 분리할 땨 사용된다. 모세관현상이 이용되며 분리된 화합물의 색이 무색일 겨우 자외선 파장을 쬐어 주어야 관측이 가능해진다.(3). 관 크로마토그래피 : 고체 입자나 액체의 고정상을 긴 원통에 채우고 이 통 안으로 이동상을 밀어 넣는 방식을 취하는 기법이다.?일반적인 크로마토그래피의 장치는 이것이다.3). 이동상의 특성에 의한 기술(1). 액체 크로마토그래피액체인 이동상에 혼합물을 섞어 사용하는 크로마토그래피이다. 이 크로마토그래피가 고성능화되면 HPLC, 그 이상의 성능은 UPLC라고 부른다.(2). 기체 크로마토그래피이동상이 기체인 크로마토그래피이며 이동상에 혼합물을 섞어 넣은 후 이를 관에 통과시켜 부분 평형에 따른 분리를 한다. 종류는 기체-고체 크로마토그래피, 기체-액체 크로마토그래피가 있다.(3). 초임계 크로마토그래피임계온도와 임계압력의 부근이나 그 이상의 상태인 유체를 이동상으로 이용하는 크로마토그래피이다. 일반적으로 임계온도가 낮고 열에 약한 화합물의 분석에 사용되며 유체는 CO2가 많이 사용된다. 액체 크로마토그래피, 기체 크로마토그래피의 단점인 독성용매의 사용 시 한계, 분리 분석 결과의 한계, 생산성 등을 보완한 기술이다.3. 얇은 막 크로마토그래피 (TLC : Thin-layer chromatography)얇은 막 크로마토그래피는 고정상이 얇은 막 판, 이동상이 액체인 크로마토그래피이다.실리카겔이나 알루미능을 하여 시리카겔 보다 다양한 성분을 분리할 수 있다.Ⅳ. 기구 및 시약1. 기구눈금자, TLC 판, TLC 전개병, 모세관, 시험관, UV-lamp2. 시약전개 용매- [CH2Cl2 : MeOH=5 : 1(v/v), Hx : EA=4 : 1(v/v)]다이클로로 메테인CH2Cl2여러 유기 화합물의 ?용매로 사용된다.?물과는 잘 섞이지 않지만,?극성이 있어 다른 유기 용매와도 잘 섞이는 ?혼화성을 보인다.MSDS CAS No. 75-09-2-휘발성 유기물-에테르와 비슷한 냄새-어는점 ?95℃-끓는점 40℃-용해도 13.2g/L-분자량 84.933-비중 1.33메탄올(MeOH)CH4OCH3OH의 시성식을 갖는 가장 간단한 알코올로 메틸알코올이라고도 한다. 유기합성재료, 용제, 세척제, 연료, 에탄올의 변성용으로 쓰인다. 가볍고 무색의 가연성이 있는 유독한 액체이다.MSDS CAS No. 67-56-1-톡 쏘는 냄새-어는점 ?97.6℃-끓는점 65℃-용해도 1000000 ㎎/ℓ-분자량 32.04-비중 0.79헥산(Hx)C6H14화학식 C6H14로, 메테인계 탄화수소이다. 헥세인 이성질체는 반응성이 매우 약하고 무극성이기 때문에 유기화학 반응에서 활성 용제로 자주 사용된다.MSDS CAS No. 110-54-3-휘발유 냄새-어는점 ?95.35℃-끓는점 68.73℃-용해도 0.0013 g/100㎖-분자량 86.18-비중 0.66아세트산 에틸 (EA)C4H8O2C4 H8 O2의 화학식을 지니는 ?유기 화합물이다. 이 무색의 액체는 달콤한 향을 내는 것이 특징이며 ?접착제,?매니큐어, 차와 커피의 ?디카페인?공정에 사용된다MSDS CAS No. 141-78-6사진-달콤한 냄새-어는점 ?84℃-끓는점 77℃-용해도 6.4 g/100㎖-분자량 88.11-비중 0.9시료 용액-브로모 페놀블루, 페놀프탈레인, 브로모 크레졸퍼플, 페놀레드, 미지시료, 살리실산, 아스피린발색제- NH3브로모페놀 블루C19H10Br4O5SMSDS CAS No. 115-39-9-색상 : 갈색, 분홍색 밀어둔 다음 조심히 집어넣고 다시 닫아둔다. 이때 전개 용매가 TLC 판에 그어둔 선보다 높지 않도록 주의해야 하며 TLC 판을 TLC 전개 병에 세워준다. (전개용 매와 판의 바닥이 수평이 되어야 하며 전개 용매 또한 수평이 되게 올라가 가야 한다, 또한, TLC를 전개하는 동안 전개 병을 이동하거나 움직이지 않는다)(5) 전개액이 TLC 판의 약 90% 정도 올려지면 TLC 판을 꺼내어 전개액이 최고로 올라간 부분을 연필로 즉시 표시한 다음 말린다.(6 ) 후드에서 TLC 판을 암모니아 기체에 노출시켜 TLC 판의 색 변화를 관찰 기록한다.(6) 각 시료가 전개된 위치의 길이를 측정하여 Rf값을 측정한다. ( Rf값 중 이동된 길이를 측정할 때 전개된 시료 점의 중앙까지 측정하여야 한다.)-실험 2. 살리실산, 아스피린을 이용한 실험(1) 헥산 : 아세트산 에틸 = 4 : 1(v/v)의 비율로 제작된 전개 용매를 전개 병에 담고 뚜껑을 닫는다. 이후 전개 병 안에 증기가 포화상태가 되도록 놔둔다.(7) 재결정 전, 후의 아스피린 결정 및 살리실산을 각각 아주 소량 취하여 메탄올에 녹여 시료로 준비한다. (시험관 또는 25mL 삼각 플라스크에 준비)(8) TLC 판에 살리실산, 아스피린 및 페놀프탈레인, 페놀레드 시료 각각을 모세관에 묻힌 후 TLC 판에 표시해둔 자리에 살짝 찍고 완전히 말린다(9) 시료가 찍혀있는 TLC 판을 전개 병의 뚜껑을 살짝 밀어둔 다음 조심히 집어넣고 다시 닫아둔다. 이때 전개 용매가 TLC 판에 그어둔 선보다 높지 않도록 주의해야 하며 TLC 판을 TLC 전개 병에 세워준다.(10) 전개액이 TLC 판의 약 90% 정도 올라가면 TLC 판을 꺼내어 전개액이 최고로 올라간 부분을 연필로 즉시 표시한 다음 말려준다.(10) 말려진 TLC 판을 UV-램프(254nm)에 쪼여 나타나는 점들을 연필로 그려준 후 길이를 기록하고, 다시 후드에서 TLC 판을 암모니아 기체에 노출시켜 TLC 판의 변화를 관찰 기록한다.(11) 각 시료가 전36

자연과학| 2023.06.20| 18페이지| 3,000원| 조회(468)

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실험 성적 1등. A+ 아보가드로 수의 결정 결과보고서. 실험사진 포함

REPORT실험 결과 보고서아보가드로 수의 결정? 과 목 명 :? 담당 교수님 :? 소속학과 :? 학 년 :? 분 반 :? 학 번 :? 이 름 :1. 실험 명아보가드로 수의 결정2. 실험 목적계면활성제인 스테아르산이 물 표면에서 단분자층을 형성하는 성질을 이용하여 탄소 1몰에 들어있는 원자 수와 탄소 1개의 크기를 예상하여 문헌으로 알고 있는 아보가드로수(NA)와 비교하여 본다3. 결과 및 토의1). 실험 사진(1). 실험 준비[방울 수 측정]방울 수 측정1회2회3회방울 수49 방울44 방울46방울평균 방울 수46방울[송홧가루 준비][스테아르산 용액 준비]※스테아르산 : 헥산 = 0.2g : 1000mL[시계접시에 증류수 준비](2). 실험 중[증류수가 담긴 시계접시의 중앙에 송홧가루를 뿌린다.][송홧가루 중앙에 스테아르산-헥산 용액을 한 방울 떨어뜨린다.][용액이 잠잠해질 때까지 기다린다.]{첫 번째 측정}{두 번째 측정}[스테아르산의 지름을 측정한다.]{첫 번째 측정}{두 번째 측정}첫 번째 측정1회2회3회4회5회4.0 cm3.5 cm3.6 cm3.4 cm3.5cm6회7회8회9회10회3.3 cm3.7 cm3.5 cm3.8 cm2.9 cm평균 지름3.6 cm두 번째 측정1회2회3회4회5회3.1 cm3.3 cm3.8 cm3.2 cm3.6cm6회7회8회9회10회3.9 cm3.4 cm3.0 cm3.2 cm2.9 cm평균 지름3.3 cm2). 계산에 사용된 식■ 주사기의 보정-평균 방울 수1.00mL 헥산의 방울 수{sum _{} ^{} 1.00mL`방울수} over {측정횟수}-한 방울 부피{1.00mL} over {평균`방울수}■ 스테아르산 한 방울의 표면적-단분자층 지름{sum _{} ^{} 측정길이(cm)} over {측정횟수}-단분자층 넓이pi gamma ^{2} (cm ^{2} )■ 단분자막의 길이기준 : 1000mL 헥산 용액 속에 스테아르산 0.2g이 녹아있다-스테아르산 한 방울의 질량0.2`(g)`:`1000(mL)`=` chi`(g)`:`헥산의`한mol-절대오차 = 이론값 ? 실험값-상대오차 ={절대오차} over {이론`값} TIMES100`%3). 실험값 계산1차 측정값주사기 보정방울 수 측정1회2회3회1.00mL 헥산의 방울 수49 방울44 방울46방울평균 방울 수46방울헥산의 한 방울 부피0.0217mL/방울스테아르산 용액 한 방울의 표면적단분자막 지름1회2회3회4회5회4.0 cm3.5 cm3.6 cm3.4 cm3.5cm6회7회8회9회10회3.3 cm3.7 cm3.5 cm3.8 cm2.9 cm평균 지름3.6 cm단분자막 넓이10.2`cm ^{2}단분자막의 길이스테아르산 한 방울 질량4.3 TIMES10 ^{-6} g/방울스테아르산 밀도0.9408g/cm ^{3} `=`0.9408g/mL스테아르산 한 방울 부피4.6 TIMES10 ^{-6} `mL/방울단분자막의 길이`4.5 TIMES`10 ^{-7} cm/방울탄소탄소 원자 하나의 길이`3.0` TIMES`10 ^{-8} cm탄소 원자 하나의 부피(V _{1})`2.7` TIMES`10 ^{-23} mL탄소의 몰부피(V _{m})3.42mL/mol아보가드로 수 (실험값)아보가드로수 (이론값)6.022` TIMES`10 ^{23} `atom/mol아보가드로수 (실험값)1.3` TIMES`10 ^{23`} atom`/`mol정확도절대오차4.7 TIMES 10 ^{23}상대오차78.04% image78%■ 주사기의 보정-1.00mL 헥산의 평균 방울 수{sum _{} ^{} 1.00mL`방울수} over {측정횟수} = {49+44+46(방울)} over {3회} `=`46방울-헥산의 한 방울 부피{1.00mL} over {평균`방울수}={1.00mL} over {46방울`} =`0.0217mL/방울■스테아르산 한 방울 표면적-단분자막 지름[ {sum _{} ^{} 측정길이(cm)} over {측정횟수} ]#=` {4.0+3.5+3.6+3.4+3.5+3.3+3.7+3.5+3.8+3.9(cm)} over {`10회}#=`3.62cm image3.6cm-단 {탄소원자수(15)} ]#= {4.5 TIMES10 ^{-7} cm} over {15개} `=`3.0` TIMES`10 ^{-8} cm■ 탄소 원자 하나의 부피 (V _{1})탄소 원자를 정육면체로 가정하여 정육면체 부피를 구하는 식을 사용정육면체`부피`=`(한변의`길이) ^{3}#[탄소원자`하나의`부피=(탄소원자`하나의`길이(cm)) ^{3} ]#=`(3.0` TIMES`10 ^{-8} cm) ^{3`} `=`2.7` TIMES`10 ^{-23} cm ^{3}■ 탄소의 몰부피 (V _{m})[ {탄소원자의`평균`질량(g/mol)} over {다이아몬드`밀도(g/mL)} ]`=` {12.011g/mol} over {3.51g/mL} `=`3.42mL/mol■ 아보가드로 수 계산탄소의 몰부피 (V _{m}) =3.42mL`/`mol 탄소 원자 하나의 부피 (V _{1}) =2.7` TIMES `10 ^{-23`} cm ^{3}-아보가드로 수 실험값 (N _{A})[N _{A} `=` {V _{m}} over {V _{1}} `= {탄소의`몰부피(mL/mol)} over {탄소원자`하나의`부피(mL/atom)} ]#`=` {3.42mL/mol} over {2.7 TIMES10 ^{-23} mL/atom} =`1.27` TIMES`10 ^{23} image1.3` TIMES`10 ^{23`} atom`/`mol■ 정확도이론 아보가드로의 수 =6.022` TIMES`10 ^{23} `(atom/mol)실험값 아보가드로의 수 =1.3 TIMES10 ^{23} `(atom/mol)절대오차 = 이론값 ? 실험값 =(6.022` TIMES10 ^{23} )-(1.3 TIMES10 ^{23} )`=4.722` TIMES`10 ^{23} image`4.7 TIMES10 ^{23}상대오차 ={절대오차} over {이론`값} TIMES100%`=` {4.7 TIMES10 ^{23} `} over {6.022 TIMES10 ^{23} `} TIMES100%`=78.04% image 속에 스테아르산 0.2g-스테아르산 한 방울 질량=`4.3 TIMES10 ^{-6} g-스테아르산 밀도=0.9408g/cm ^{3} `=`0.9408g/mL-스테아르산 한 방울 부피=4.6 TIMES10 ^{-6} `mL-단분자막의 길이 (원기둥 높이)h=5.35 TIMES`10 ^{-7} cm image5.4 TIMES10 ^{-7} cm■ 탄소 원자 하나의 길이단분자막의 길이를 탄소 원자 수(15개로 가정)로 나누어 값을 구한다.=`3.6` TIMES`10 ^{-8} cm■ 탄소 원자 하나의 부피탄소 원자를 정육면체로 가정하여 정육면체 부피를 구하는 식을 사용=4.67` TIMES`10 ^{-23} image`4.7 TIMES10 ^{-23} mL■ 탄소의 몰부피=``3.4mL/mol■ 아보가드로 수 계산탄소의 몰부피 (V _{m})=3.42mL`/`mol 탄소 원자 하나의 부피 (V _{1})=4.7` TIMES`10 ^{-23`} cm ^{3} `=`4.7 TIMES10 ^{-23} mL-아보가드로 수N _{A} `=``7.28` TIMES`10 ^{22`} =7.3 TIMES`10 ^{22`} atom`/`mol■ 정확도이론 아보가드로 수 =6.022` TIMES`10 ^{23} `(atom/mol)실험값 아보가드로 수 =7.3` TIMES`10 ^{22} `(atom/mol)절대오차 =5.292` TIMES`10 ^{23} ` image`5.3` TIMES`10 ^{23}상대오차 ==``88.01% image88%4). 측정값 비교실험 1, 실험 2, 실험 평균값두 실험 모두 이론값과 큰 차이가 나는 것을 알 수 있다.■ 정확도상대오차는 실험한 값들이 이론값에 얼마나 근접하였는가를 나타내는 정도이며, 값이 클수록 정확도가 낮다.본 실험에서 측정된 오차율은 78%, 88%로 정확도가 좋지 못하다는 것을 알 수 있다.5). 토의계면활성제를 이용하여 단층막을 관찰하는 본 실험은 몰의 개념을 사용할 때 익혀야 하는 아보가드로 수를 결정하는 실험이다.실험 이를 이용하여 몰부피를 구한 것이다.실험 후 계산된 값과 이론값을 비교하여 오차율을 구하였다. 이때 오차가 발생한 이유는첫 번째, 단층 막의 지름을 측정할 때 발생하게 되었을 것이다.단층 막의 지름을 눈금자로 측정하였는데 눈금자의 눈금이 0.1cm까지밖에 그려져 있지 않기 때문에 유효숫자를 구할 때 소수점 첫째짜리 까지 밖에 구하지 못하여 오차가 발생하게 되었으며, 측정 시 자를 용액과 닿게 하여 측정하지 못하기 때문에 발생하게 되었다. 용액과 자가 닿게 되면 용액이 자를 타고 지름이 넓어지게 되므로 정확한 지름의 측정이 불가해진다. 또한, 눈금자가 용액과 띄워져 측정하는 만큼 정확하게 측정되지 않는다.두 번째로는 방울 수 측정 시 떨어뜨린 한 방울들의 양이 일정하지 못하므로 발생하였을 것이다.사람의 힘으로 방울 수를 조절하는 만큼 그 힘의 세기는 개인마다 다 다르며 정확하게 바닥과 수직으로 유지하기는 어려우므로 방울들의 양이 달라져 오차가 발생하게 되었을 것이다.세 번째로는 스테아르산 용액 한 방울이 정확한 원이 아니기에 오차가 발생하였다.정확한 원이 아닌 모양의 지름은 어느 곳을 측정하든 같은 값이 나올 가능성이 작다. 그만큼 측정할 때 일정한 값이 나오지 않기 때문에 오차가 발생하게 되었을 것이며, 원의 중앙을 정확하게 잡을 수 없으므로 측정 시 중앙을 벗어나 측정하게 될 가능성이 커져 정확한 지름이 나오지 않게 된다.네 번째로는 스테아르산-헥세인 용액을 담아 두었을 때 바로 사용하지 않게 되어 헥세인이 증발하였고, 그로 인해 스테아르산-헥세인 용액의 비율이 달라지게 되어 계산 시 오차가 발생하게 되었다.헥세인은 휘발성이 강하기 때문에 밀봉해 두지 않으면 곧바로 증발하게 된다. 본 실험에서는 비커에 헥세인 액체를 담아두었는데 비커의 모양의 특징은 주둥이가 있으며 뚜껑이 없는 것이다. 그로 인해 평평한 판 등으로 위를 막는다 하여도 주둥이로는 공기가 통하므로 증발이 더 쉽게 된다. 헥세인을 비커에 담는 순간 독한 냄새가 난 것을 보면 알 수 있다.다섯 번.

자연과학| 2023.06.19| 19페이지| 3,000원| 조회(146)

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실험 성적 1등. A+ 아보가드로수의 결정 예비보고서. 기초 지식부터 심화, 사진 등 거의 모든것이 들어있습니다.

< 목차 >Ⅰ. 실험명Ⅱ. 실험목적Ⅲ. 원리 및 이론1. 원자1). 원자번호2). 질량수2. 동위원소3. 원자량1). 원자량2). 평균 원자량4. 아보가드로 수1). 아메데오 아보가드로2). ‘아보가드로 수’라 불리기 까지3). 아보가드로 수 (N _{A} )5. 몰 ( mol )6. 아보가드로 수의 결정 실험7. 단분자층 ( Monolayer )의 관측1). 물의 극성2). 계면활성제 ( surfactant )3). 스테아르산 ( stearic acid )(1). 친수성과 소수성4). 아보가드로 수의 결정(1). 몇 가지의 가정(2). 예시Ⅳ. 시약 및 기구Ⅴ. 실험방법Ⅵ. 실험시 주의사항Ⅶ. 참고문헌실험. 아보가드로수의 결정Ⅰ. 실험 명아보가드로수의 결정Ⅱ. 실험목적계면활성제인 스테아르산이 물 표면에서 단분자층을 형성하는 성질을 이용하여 탄소 1몰에 들어있는 원자 수와 탄소 1개의 크기를 예상하여 문헌으로 알고 있는 아보가드로수(NA)와 비교하여 본다.Ⅲ. 원리 및 이론1. 원자1). 원자번호모든 화학 원소들은 각각 번호가 붙여져 있는데 원자핵에 양성자 수를 가지고 구분하여 번호를 붙이게 되었다. 만약 전기적으로 중성인 원자라면 양성자 수가 전자 수와 동일하게 되므로 이 경우 전자의 수로 대체하여 사용할 수 있다. 이는 화학적 성질을 나타내는 중요한 숫자가 된다. 다만 전기적으로 중성이 아닌 원자는 전자 수를 양성자의 수와 같이 사용할 수 없다.물을 예로 들겠다, 물은 2H{}_{2} + O{}_{2}로 만들어지며 각각의 원자들은 전기적으로 중성인 상태로 존재하므로 [ H = 양성자 1개. 전자 1개. O = 양성자 8개, 전자 8개 ] 로 존재하고 있다. 하지만 전해질이 녹아 있는 물을 전기분해를 하면 (+)전극에서 수소는 양이온이 된다.이는 전자가 부족한 상태로 전기적으로 중성일 때와 다르게 전자의 수를 양성자 수로 사용할 수 없게 된다.2). 질량수원자의 질량수는 원자핵에 있는 양성자 수와 중성 자수의 합으로 계산하게 된다. (값은 자연수, 질량수 자기하게 된다.※1~42, 44~60, 62~83, 90~924. 아보가드로수 (N _{A} )1). 아메데오 아보가드로분자의 정확한 개념이 없던 것을 1811년 발표한 논문에서 이를 바로 잡은 과학자이다.논문의 내용은 기체 분자는 2개 또는 그 이상의 기본입자(원자)로 구성되었다는 내용과 같은 온도와 압력의 조건에서 같은 부피 속에 존재하는 기체 입자(분자)의 수는 기체의 종류에 상관없이 같은 수를 가진다는 내용의 가설이었다. (이후 법칙으로 되었다)2). ‘아보가드로 수’ 라 불리기까지1811년 아보가드로의 논문 발표 ->1827년 로버트 브라운(영국의 식물학자)의 ‘브라운 운동’ 발견 ->1905년 알베르트 아인슈타인(독일 물리학자) : 브라운 운동의 수학적 증명 -> 1908년 장 바티스트 페랭 : 브라운 운동 실험적 증거 연구결과 발표 -> 1913년 장 바티스트 페랭의 최종 연구결과 발표 : ’아보가드로의 수‘ 명명3). 아보가드로 수 (N _{A} )어떤 물질 1mol에 해당하는 원자의 개수이다.아보가드로 수는 표준상태(0℃, 1기압)에 있는 기체의 1㏖의 부피는 22.4L이고 이 부피 속에 들어있는 이상기체의 분자 수가 6.022 140 76 x 10^23개라는 것이다. 이는 국제단위계(SI)에서 정의한 ’상수‘이다.아보가드로 수와 몰의 개념을 이용하면 화학에서 많은 것을 할 수 있게 된다.균형 잡힌 반응식에서도 사용이 되며 몰 질량을 통해 질량 백분율을 계산할 수 있게 되고, 화합물의 실험식을 결정할 때도 사용된다. 이 외에도 많은 부분에서 사용이 되는 만큼 화학에서 필수적인 개념이다.간단히 정리하자면아보가드로 수 = 22.4L = 1mol = 입자의 질량예시 )조건 : 물질은 표준상태(0℃ 1기압), 이상기체로 간주한다.- 수소 1mol은 약 1g이다. 이는 1g의 부피가 22.4L이며 그 속에 6.022 10^23개의 입자가 들어있다는 것이다.만약 수소가 3g이라면?{1mol} over {1g} ` TIMES`3g`=`3mol,```` {22으며 이는 약 44g의 이산화탄소를 뜻한다.이처럼 모든 입자는 아보가드로 수(약 6.02x10^23)만큼 모이게 되면 자신의 화학 식량의 질량을 갖게 된다.또한, 밀도와 몰부피, 몰질량 중 하나를 알면 몰질량과 몰부피를 구할 수 있는데식은 다음과 같다.밀도 = 몰질량/몰부피몰질량 = 밀도 x 몰부피몰부피 = 몰질량/밀도예시 )4℃의 물 1mol의 몰부피는밀도 = 1g/ml1㏖의 질량 = 1g/ml x 18mL/mol = 18g/mol1㏖의 부피 = 18g/mol / 1g/ml = 18mL/mol황산 1mol의 몰부피는밀도 = 1.83 g/cm3몰질량 = 1.83g/cm3 x 53.552cm3/mol = 98g/mol몰부피 = 98g/mol / 1.83g/cm3 = 53.552cm3/mol질소(표준상태, 기체) 1㏖의 몰부피밀도 = 1.25 g/L몰질량 = 1.25 g/L x 22.4L/mol = 28g/mol몰부피 = 28g/mol / 1.25 g/L = 22.4L/mol6. 아보가드로 수 결정아보가드로 수를 구하는 방법은 여러 가지가 있다.1). 라듐의 알파 붕괴에 의한 헬륨 생성량을 측정하여 구하는 방법: 라듐의 알파입자( = 헬륨의 이온)의 방출 속도 n과 일정 시간 t 초에 얻는 헬륨의 생성량 m(g) 사이에서 구한다.식 : m = M n t / Na Na = Mnt/mm : 헬륨의 생성량(g)M : 헬륨의 원자량n : 라듐의 헬륨이온 방출 속도t : 일정 시간Na : 아보가드로 수2). 밀리컨의 기름방울 실험을 이용한 기본전하량의 결정 및 전기분해로부터 얻은 패러데이상수(F)를 함께 써서 구하는 방법? : 대전 된 기름방울의 미량입자를 낙하시켜 그 속도에서 전기소량 e를 구하고 (밀리컨의 기름방울 실험), 이것과 패러데이상수 F의 관계에서 구한다.식 : F=e NA Na = F/eF : 페러데이 상수e : 전기소량Na : 아보가드로수3). 결정(ex 다이아몬드 혹은 순수한 실리콘)의 단위 격자를 X선 회절법(해석)을 사용하여 정확히 결정한 다음, 그 며 극성을 띠지 않아 극성인 물과 반응이 어려운 성질을 소수성이라 한다.스테아르산의 구조 중 카복실기는 극성을 띠고 있으므로 물과 잘 반응하게 된다. 이는 물과 잘 반응하는 친수성을 뜻하며, 탄소는 무극성이므로 물과는 잘 반응하지 않는 소수성을 가지고 있다.스테아르산이 물과 만나게 되면 카복실기가 물과 붙게 되고 탄화수소 사슬은 멀어져 물 위에 서 있는 형태인 단분자층의 막(monolayer)이 형성된다.※ 단분자층 ( Monolayer )단분자층이란 분자 하나의 두께를 지닌 분리된 분자 막을 의미하는 것으로 이러한 막은 서로 다른 무극성과 극성을 모두 지닌 어떠한 물질이 극성 혹은 무극성 물질과 접촉한 표면에서 발생하게 되며 액체로 이루어진 물질이 얇게 펴지며 생성된다. 기름과 물이 만났을 때와 비슷한 현상이다.4). 아보가드로수의 결정아보가드로 수는 탄소 원자 1㏖이 차지하는 부피(Vm)와 탄소 원자 하나가 차지하는 부피(V1)를 알면 아래 식을 이용하여 얻을 수 있다.N _{A} = {V _{m}} over {V _{1}}단분자층의 관찰방법으로 아보가드로 수를 결정하는 방법은 스테아르산을 물에 넣은 후 형성된 단분자층 부피를 스테아르산 단분자층 표면의 넓이로 나누어 주면 스테아르산 분자의 길이를 얻을 수 있게 되고, 곧은 사슬 모양의 스테아르산 분자는 탄소 원자 18개가 쌓여 있는 것으로 볼 수 있기에 스테아르산 길이로부터 탄소 원자 하나의 길이를 얻을 수 있고, 그 값을 이용하면 탄소 원자 하나가 차지하는 부피(V1)도 얻을 수 있게 된다.또한, 탄소 원자 1㏖의 부피는 탄소 원자의 밀도와 탄소 원자 평균 질량 12.011g을 이용하면 1㏖이 차지하는 부피를 구할 수 있다.하지만 본 실험의 계산 시 정확한 값을 얻기란 어렵다.그러므로 몇 가지 가정을 설정하여야 한다.(1). 실험 시 몇 가지 가정①. 단분자층의 스테아르산은 탄소 18개가 한 줄로 곧게 서 있는 구조로 가정한다,②. 스테아르산의 친수성인 카복실기가 수면의 표면에 부착되어 형성된 모양은 원. 기구 준비 (스테아르산 헥세인 용액 제조) 및 주사기 보정(1). 스테아르산 고체 0.0100∼0.0200 g을 정확히 측정하고 100 mL 용량 플라스크에 헥세인으로 녹여 스테아르산 용액을 만든다.(2). 이물질 등을 제거하기 위해 헥세인을 이용하여 주사기 2-3회 세척한다.(3). 헥세인을 1mL 주사기에 채운 후, 비커에 한 방울씩 떨어뜨려 헥세인 용액 1mL의 방울 수를 센다.(4). 오차를 줄이도록 하기 위하여, 앞의 과정을 3회 이상 반복하고 평균을 낸다. 이 과정을 통하여 주사기 속 용액 한 방울의 부피를 구한다.2. 스테아르산-헥세인 용액 단막층 표면적 측정 및 단막층의 두께 계산(1). 스테아르산-헥세인 용액 단막층의 표면적 측정① 깨끗한 시계접시에 증류수를 붓는다. 그리고 표면장력에 의해 중앙 부분이 더 높게 올라와 있을 때 접시 한쪽 끝에서 휴지 등으로 수면의 높이 를 줄여 수평을 유지하게 한다.② 적당량의 송화 가루를 시계접시 안에 중앙 쪽으로 해서 원을 그릴 수 있도록 떨어뜨린다. 단, 송화 가루가 시계접시와 증류수의 경계에 닫지 않게 조심한다.③ 스테아르산-헥세인 1mL용액을 주사기에 담아 조심히 송화가루 중심에 한 방울 떨어뜨린다. 이때 주사기를 수직으로 들어서 조심히 떨어뜨린다.④ 스테아르-헥세인 용액을 떨어뜨린 후 15초 정도 이후에 표면에 생긴 단막층의 직경을 잰다. 원이 아닐 경우 대각선 길이를 여러 번 측정하여 평균값을 얻어 단막층의 표면적을 계산한다. (원의 넓이, A=πr2, r:반지름)⑤ 시계접시를 다시 깨끗이 세척한 후, 위의 방법으로 3-4회 측정한다.(2). 스테아르산의 두께 계산 및 탄소 원자의 부피계산① 스테아르산-핵세인 용액의 혼합 비율을 이용하여 한 방울 속에 들어있는 스테아르산의 질량을 구한다.② 구해진 질량과 위에 측정한 단막층의 표면적 스테아르산의 밀도를 이용하여 스테아르산 분자의 두께를 계산한다.③ 스테아르산을 18개의 탄소원자 정육면체를 쌓아놓은 것이라 가정하고, 위에서 구해진 스테아르산의 두께

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실험 성적 1등. A+ 유리기구 불확실성 [ 결과 보고서 ]. 실험 사진 포함.

REPORT실험 결과 보고서유리 기구의 불확실성? 과 목 명 :? 담당 교수님 :? 소속학과 :? 학 년 :? 분 반 :? 학 번 :? 이 름 :1. 실험명유리 기구의 불확실성2. 실험 목적저울의 사용법과 액체를 사용하는 유리 기구의 사용법을 익히고, 데이터 처리 및 불확실도 추정 방법을 학습한다.3. 결과 및 토의1) 실험 사진■ 사용기구■ 빈 비커 무게-빈 비커의 무게 : 57.71g■ 온도 측정-증류수 온도 측정 : 24℃■ 피펫< 2mL >< 5mL >< 10mL >■ 눈금 실린더< 2mL >< 5mL >< 10mL >■ 뷰렛< 2mL >< 5mL >< 10mL >2). 결과값에 사용되는 계산과정※모든 예시는 2mL 측정, 피펫으로 한다.■ 측정값-``측정한``증류수``무게`=`나중``무게`-`처음``무게ex) 37.71g ? 35.71g = 2g-``실제로``옮긴``증류수``부피`=` {측정한``증류수``무게} over {증류수``밀도}ex) 2gDIVIDE 0.99733 g/mL = 2.005mL-``실제로``옮긴``증류수의``평균``부피`=` {sum _{} ^{} 실제로```옮긴``증류수``부피} over {측정``횟수}ex) (2.005mL+2.005mL+2.106)DIVIDE 3 = 2.039mL■ 부피의 불확실도-``부피의``모집단``표준편차``( sigma)`=` sqrt {{sum _{} ^{} (`실제``부피`-`평균``부피) ^{2}} over {측정``횟수}} `ex)sqrt {{((2.005-2.039) ^{2} +(2.005-2.039) ^{2} +(2.106-2.039) ^{2} )} over {3}} `=`0.0476-``부피의``표본``표준편차`(s)`=` sqrt {{sum _{} ^{} (`실제``부피`-`평균``부피) ^{2}} over {측정``횟수-1}} `ex)sqrt {{((2.005-2.039) ^{2} +(2.005-2.039) ^{2} +(2.106-2.039) ^{2} )} over {3-1}} `=`0476} over {2.039} TIMES100`=`0.996-``표본``사용#부피의``상대표준편차(%RSD)`=` {부피의``표본``표준편차} over {실제로``옮긴``증류수``평균``부피} ` TIMES`100ex){0.0583} over {2.039} TIMES100`=`1.476■ 부피의 정확도-`부피의`절대오차`=`실제로``옮긴``증류수``부피`-`측정하는``액체``부피ex)2.005mL`-`2mL`=`0.005mL-`부피의``상대오차(%)`=` {LEFT | 부피의``절대오차 RIGHT |} over {측정하는``액체의``부피} ` TIMES`100ex){LEFT | 0.005mL RIGHT |} over {2mL} TIMES100`=`0.25%-``부피의``평균``상대오차율`=` {sum _{} ^{} `부피의``상대오차율} over {측정``횟수}ex){0.25+0.25+5.3} over {3} =1.93%-`신뢰한계#[신뢰구간`95%`기준,```t값`=`4.30]#신뢰한계`=` +- {표준편차` TIMES`4.30} over {sqrt {측정`횟수}}ex)+- {0.0476 TIMES4.30} over {sqrt {3}} `=` +-0.1181-기댓값`=`실제``부피``평균`` +-``신뢰한계ex)2.039-0.1181`=`1.921#2.039+0.1181`=`2.157#1.921 SIM2.157■ 증류수 밀도증류수의 밀도 = 액체 무게 / 액체 부피ex )24 CENTIGRADE``이론적인``밀도값`=` {1.99466`g} over {2mL} `=`0.99733`g/mL밀도는 위의 식에 의해 구할 수 있으며, 온도에 따른 밀도 표를 이용하여 밀도 값을 얻을 수도 있다. 본 실험에서는 온도계를 이용하여 증류수 온도를 측정하여 나온 24℃를 밀도 표에 대입하여 밀도 값을 얻었다.3) 측정값피펫을 이용한 증류수의 부피측정액체 부피(mL)2510실험 횟수123123123처음 무게(g)35.71나중 무게(g)37.7137.7137.7240.6740.9849.967~9.997부피의 정밀도모집단 상대 표준 편차0.9960.0950.082표본 상대 표준 편차1.1820.1170.100부피의 정확도절대오차0.0050.0050.106-0.027-0.027-0.037-0.033-0.023-0.013상대 오차율 (%)0.250.255.30.540.540.740.330.230.13평균 오차율 (%)1.930.6070.23눈금 실린더를 이용한 증류수의 부피측정액체 부피(mL)2.005.0010.00실험 횟수1회2회3회1회2회3회1회2회3회처음 무게(g)35.71나중 무게(g)37.7137.6437.6640.5540.5740.5945.4945.4545.51액체 무게(g)21.931.954.844.864.889.789.749.824℃의 증류수 밀도0.99733 g/mL실제 부피 (mL)2.0051.9351.9554.8534.8734.8939.8069.7669.826실제 부피 평균 (mL)1.9654.8739.799부피에 대한 불확실도부피의 모집단 표준 편차0.0360.0160.025신뢰 한계±0.089±0.040±0.062기댓값1.876~2.0544.833~4.9139.737~9.861부피의 표본 표준 편차0.0290.0200.031신뢰 한계±0.072±0.050±0.077기댓값1.893~2.0374.823~4.9239.722~9.876부피의 정밀도모집단 상대 표준 편차1.8320.3280.255표본 상대 표준 편차1.4760.4100.316부피의 정확도절대오차0.005-0.065-0.045-0.147-0.127-0.107-0.194-0.234-0.174상대 오차율 (%)0.253.252.252.942.542.141.942.341.74평균 오차율 (%)1.9172.542.01뷰렛을 이용한 증류수의 부피측정액체 부피(mL)2.005.0010.00실험 횟수1회2회3회1회2회3회1회2회3회처음 눈금 (mL)*************나중 눈금(mL)*************30옮긴 부피(mL)222555101010처음 무게(g)3565±0.052±0.122기댓값1.930~2.0604.944~5.0489.892~10.136부피의 정밀도모집단 상대 표준 편차1.1030.3400.399표본 상대 표준 편차1.3030.4200.489부피의 정확도절대오차0.025-0.025-0.0150.003-0.0270.0130.047-0.0430.037상대 오차율 (%)1.251.250.750.060.540.260.470.430.37평균 오차율 (%)1.0830.2870.4234) 측정값 비교사용기구피펫눈금 실린더뷰렛액체 부피2mL5mL10mL2mL5mL10mL2mL5mL10mL실제 부피 평균 합의 평균5.661 mL5.546 mL5.668 mL상대 표준편차들의 합의 평균0.3910.8050.614평균 오차율 합의 평균0.922%2.156%0.598%■ 평균 부피 비교■ 정밀도 비교표준 편차는 결과값의 흩어짐을 나타내는 값이므로 표준 편차가 클수록 값의 분포도가 커져 정밀도가 떨어진다고 볼 수 있다.[ 정밀도 : 피펫 > 뷰렛 > 눈금 실린더 ]■ 정확도 비교오차율은 값들이 참값에 얼마나 가깝게 분포되어 있는지의 정도를 나타내는 값으로 오차율이 높을수록 참값과 떨어진 값을 가지므로 정확도가 떨어진다고 볼 수 있다.[ 정확도 : 뷰렛 > 피펫 > 눈금 실린더 ]5) 분석실험을 진행하기 전에 결과는 정밀도와 정확도의 순위가 뷰렛 > 피펫 > 눈금 실린더 일 것으로 예상하였다.실험 후 결과값에서는 피펫이 뷰렛보다 정밀도가 좋은 값을 가지게 되었다. 이에 대하여 생각하여 보았을 때 당시 상황이 오전부터 연속된 수업으로 인하여 체력적으로 지친 상태였었고 실험 시 많은 것을 하려다 많은 시간을 지체하면서 더욱 지친 상태가 되어 마지막 실험이었던 뷰렛의 측정 시 집중도가 떨어져 메니스커스를 읽는 데 어려움이 있었다. 반면 그나마 덜 지친 상태에서 측정하였던 피펫의 메니스커를 읽을 때는 어려움이 없었기에 정밀도가 상대적으로 좋게 나온 것이다.정밀도는 우연 오차에 의해 발생하게 되는데 육체적 피로라는 실험 시 제거할 수 없 많은 오차를 유발하지 않았지만 눈금 실린더는 액체를 비커에 따라 낼 때 표면보다 높은 벽면에 붙은 물방울들을 같이 따라내게 되어 오차가 발생하였다.또한, 지름이 크다 보니 벽면에 붙어있는 물방울의 양도 눈금 실린더가 더 많을 수밖에 없다. 그러므로 피펫과 뷰렛에 붙은 물방울이 표면에 닿아 합쳐진 양이 상대적으로 적어 오차가 더 적으며 눈금 실린더는 물방울 양이 상대적으로 많으므로 그만큼 따라낼 때 상대적으로 더 큰 오차가 발생하게 된다.4. 결론본 실험을 통하여 유리 기구의 사용방법을 익혔으며 유리 기구에는 많은 오차의 원인이 존재하는 것을 알게 되었다.유리 기구 간의 상대적인 오차가 존재하여 불확실성이 존재하게 되는 것과 주변의 온도, 습도, 바람 등의 환경적인 요인뿐만 아니라 신체적인 피로에 의해서도 오차가 발생하게 되는 것을 알게 되었다. 또한, 저울의 사용 시 작은 진동에 의해서도, 입바람에 의해서도 저울의 값이 변하여 측정값에 영향을 줄 수 있다는 것을 알았으며 유리 기구가 온도에 따라 팽창하는 것도 오차의 원인이 되는 것을 알게 되었다.본 실험은 시간적인 이유로 인하여 기구별, mL별로 3회씩 측정하여 더 정밀한 값을 얻지 못했지만, 더 많은 시간과 실험 횟수가 주어진다면 보다 정밀한 값을 얻을 수 있다. 또한, 작은 물방울이라도 오차의 원인이 되므로 실험 전 기구를 건조시켜 사용하여야 하며 액체를 따라내기 전 벽면의 물방울을 조심히 제거하거나 물방울이 액체와 모두 합쳐질 때까지 기다린다면 불확실성을 줄일 수 있다.유리 기구를 처음 다뤄보고 첫 실험이었기에 숙련도 부족에 의한 오차도 발생하게 된다.피펫 휠러의 사용 시 액체를 끌어올릴 때나 배출할 때 적절한 힘 조절이 어려웠으며, 뷰렛의 사용 시 콕의 열고, 닫음으로 액체의 배출 속도를 조절함에 어려움이 있었다. 그러므로 많은 실험이나 연습을 통하여 유리 기구의 숙련도를 높인다면 불확실성을 줄일 수 있다.5. 참고문헌https://ballpen.blog/%EC%B8%A1%EC%A0%95-%EC%A0ror

자연과학| 2023.06.18| 16페이지| 3,000원| 조회(221)

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