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원소분석과 어는점내림

원소분석과 어는점내림리비히의 원소분석법1831년에 독일의 리비히(Liebig)는 어떤 화합물을 태웠을 때 생기는 이산화 탄소의 질량으로부터 탄소의 양을 결정하고, 물의 질량으로부터 수소의 양을 결정하는 방법을 완성했는데, 이 방법은 그 이후 수많은 유기 화합물의 원소 성분을 조사하는 데 사용되었다.예를 들어 C,H,O 세 개의 원소를 포함하는 유기물을 연소시키면, C는 이산화탄소의 구성원소로, H는 수증기의 구성원소 로 들어가므로 , 발생한 기체들의 질량을 측정하고, 초기에 연소시킨 유기화합물의 전체 질량에서 C만의 질량, H만의 질량을 빼줌으로써 O만의 질량을 측정할 수 있다. 이 질량비를 각각의 원소의 원자량으로 나누어주면 몰수비를 구할 수 있는데, 이를 통해 연소시킨 물질의 실험식을 결정할 수 있게 된다.원소분석기(CHNS-analyzer)의 원리 & 방법CHNS-analyzer에서 CHNS란, 분석할 수 있는 원소의 종류를 말한다. 즉, 이 원소분석기는 탄소, 수소, 질소, 황을 분석할 수 있는 검출기인 것이다.원소분석기는 위에서 언급한 리비히의 원소분석방법을 응용시킨 것인데, 그 방법은 다음과 같다.먼저 Tin capsule에 미지시료를 넣고, 시료의 완전 연소를 위해 산소 공급원을 주입해준다. 그러면 원소분석기는 온도를 1000~1800도씨로 높여 연소를 시작하는데, 시료가 모두 연소되면 각각의 구성성분은 H2O , CO2, N2 ,SO2 형태로 방출된다. 이제 이들 기체는 헬륨을 이동상으로 하는 GC를 통해서 분리되고, retention time에 의해 각각의 peak가 어떤 기체에 의한 것인지 확인 가능하므로(retention time이 짧을수록 peak는 sharp해지며, retention time이 길면 peak는 broad해 진다) , 크로마토그램을 해석하면 원소 간 성분비를 알 수 있게 된다.GC에서 이동상을 무극성인 He기체를 사용하였으므로 극성이 작은 순서인 N2, CO2, H2O, SO2 순서로 검출될 것으로 예상할 수 있으며, N2, CO2는 sharp한 peak가, H2O, SO2는 broad는 peak가 나타날 것이다.(이동상인 He가 무극성이기 때문에 극성 분자는 이동상을 따라 움직일 때 속도가 지체되고, 분자간 수소결합이 서로를 끌어당겨서 peak가 broad하게 퍼지게 되는 것이다.)과냉각(supercooling)상그림에서 융해곡선을 기준으로 하여 그 보다 왼쪽에 있는 물질의 경우 항상 고체상을 가지고 있는 것이 이상적으로 여겨진다. 그러나 실제로 물질을 어는점 이하로 냉각시키는 실험을 해보면, 어는점 이하의 온도에서도 액체가 남아있는데, 이러한 현상을 두고 과냉각(supercooled)이라고 한다.이는 상태변화 시 물질의 분자가 상의 형태를 찾을 떄 시간이 지체되기 때문에 발생하는 현상이다.물질의 온도가 어는점이하로 내려갔다가 물질이 응고되기 시작하면, 응고열이 방출되면서 다시 물질의 온도가 올라가게 되는 것이다.-어는점 내림(freezing point depression)⁴상온에서 기체인 화합물에 대해서는 아보가드로의 원리를 이용해서 분자량을 잴 수 있지만, 100년 전만 해도 상온에서 액체나 고체인 화합물의 분자량을 결정하는 것은 아주 어려운 일이었는데, 다행히 어는점 내림이라는 현상이 있어서 분자량을 결정할 수 있었다.⁵어는점 내림이란 ‘용질에 의해 용매의 어는점이 내려가는 현상’으로 어는점 내림상수와 녹아있는 물질의 몰랄농도를 통해 순수한 용매와 용액의 어는점 차이를 구할 수 있다.(식A)⁶어는 현상이 일어남에 따라 순수한 용매가 얼며, 따라서 용질의 농도가 증가된다, 결과적으로 어는점은 계속 낮아지는 것이다.이러한 어는점 내림현상을 이용해서 미지 시료의 분자량을 결정할 수 있게 되었다.델타Tf = Tf‘-Tf(Tf':순수한 용매의 어는점, Tf:용액에서 용매의 어는점) = Kf*m(Kf:어는점 내림 상수, m:몰랄농도)(식A)Method실험 1 원소분석① Sn-foil cup을 전자저울에 올려놓고, 0점을 맞춘다.② 0점이 설정되면 거치대에 옮겨 분석하고자 하는 sample을 소량(1~2mg정도) 담는다.③ sample이 새지 않도록 밀봉하여 정확한 무게를 측정한다.④ sample을 sampler에 넣고 컴퓨터에 sample의 정확한 무게를 입력한다.⑤ sample 분석을 시작하여 원소분석기에서 성분들의 분리가 일어나면서 얻어지는 데이터를 관찰한다.*이번 실험에서는, 실제로 실험1을 해보는 것은 생략되었다.실험 2 어는점 내림시료 1,2를 각각 받아서 바이알에 1.00g~~~~~~~~~~~ 35쪽 참고Data and result실험 1 원소분석Sample A에서C의 비율 = 40.0094/12.01 = 3.33134055H의 비율 = 6.8082/1.008 = 6.75416667따라서 C : H = 3.3313 : 6.7542 = 약 1 : 2Sample B에서C의 비율 = 42.3277/12.01 = 3.52437136H의 비율 = 6.4915/1.008 = 6.43998016따라서 C : H = 3.5244 : 6.4400 = 약 12 : 22포도당의 실험식 : CH2O이므로 Sample A는 포도당일 것이고설탕의 실험식 : C12H22O11 이므로 Sample B는 설탕일 것이다.실험 2 어는점내림시간의 경과에 따라 유리 바이알 속 용액의 온도가 내려가는 것을 측정한 결과를 표로 정리하고, 그것을 꺾은선 그래프로 나타내 보면 다음과 같다. 이 때, x축의 숫자 *10=경과시간(초) 이다.*과냉각 현상 때문에, 각 용액의 온도가 떨어졌다가 응고가 진행되면 응고열이 방출됨에 따라 다시 온도가 약간 올라간다음, 한 동안 그대로 유지된다.(왜냐하면 방출되는 응고열= 비커속 용액이 흡수하는 열 이기 때문이며, 이때가 바로 어는점에 도달한 것이다.) 우리는 이 때의 온도를 어는점으로 생각했고, 이 즈음에 실험을 멈추었다.이제 위 그래프를 토대로, 각 용액의 어는점을 결정해보면,증류수5mL의 어는점 = 약 -0.214℃증류수 5mL에 샘플A를 1g녹인 용액의 어는점 = 약 -2.824℃샘플A의 어는점 내림 2.610℃샘플A의 분자량 142.5증류수 5mL에 샘플B를 1g녹인 용액의 어는점 = 약 -1.965℃샘플B의 어는점 내림 1.751℃샘플B의 분자량 212.5NaCl 수용액의 어는점과 그때의 몰랄농도를 구하기위해 샘플A와 B의 어는점의 평균값을 구했다그 결과 어는점 -2.395℃ 몰랄농도 0.586 이때 필요한 Nacl의 양 : 0.17g실제로 NaCl 0.17g을 증류수 5mL에 녹여서 어는점을 구한 결과어는 점 -4.879가 나왔다.Discussion위 NaCl의 어는점이 이와 같이 차이가 나는 이유는 바로 NaCl이 전해질이기 때문이다. 전해질의 경우에는 같은 몰랄 농도의 비전해질 수용액보다 끓는점 오름이나 어는점 내림의 정도가 더 크다. 즉, 용액의 어는점 내림 효과는 용질의 종류에 무관하고 그 입자 수에 관계하는 것이다. 고체인 NaCl은 물에 녹아 Na+이온과 Cl-이온으로 이온화 된다. 따라서 NaCl의 어는점 내림은 같은 몰랄 농도의 비전해질 물질의 어는점 내림의 약 2배가 된다. 염화칼슘(CaCl2)를 사용했을 때에는 세 배의 어는점 내림 효과가 날 것이란 것을 추측해 볼 수 있다. 이를 통해 제설 작업을 할 때 소금보다 왜 염화칼슘이 더욱 효과적인지를 알 수 있다.증류수만 5mL를 넣은 바이알의 어는점을 측정한 이유: 다른 용액들(각각 시료A,B, NaCl을 녹인 바이알 속의 용액들)의 어는점을 측정시, 증류수의 이론적 어는점인 0도가 아닐 경우에 대비해 실험의 정확도를 높이기 위해서이다. 즉, 증류수만 든 바이알은 대조군 역할을 한 것이다. (예를 들어 증류수는 어는점이 -0.2도가 나왔을 경우, 다른 용액들의 어는점 내림이 -3도로 측정될 경우 그것에 +0.2도를 해주어 어는점 내림 실험의 정확도를 높여주는 것이다.)오차원인우선 sample A의 구해진 분자량인 142.5g/mol은 포도당의 분자량인 180.2 g/mol과 오차율이 꽤 차이가 난다. 포도당의 실제 분자량인 180.2g/mol 이 나오기 위해서는 2.064도씨 정도의 어는점 내림이 필요하다. 즉, -0.214-2.064= -2.278도씨 정도에서 어는점이 관찰되어야 잘 된 실험인 것이다.또한 sample B의 구해진 분자량인 212.5g/mol은 설탕의 분자량인 342.3g/mol과 오차율이 큰 차이가 난다. 포도당의 실제 분자량인 342.3g/mol이 나오기 위해서는 1.087도씨 정도의 어는점 내림이 필요하다. 즉, -0.214-1.087= -1.307 도씨 정도에서 어는점이 관찰되어야 잘 된 실험인 것이다.결국 두 sample 모두 0.214도씨 정도 더 어는점이 낮게 나왔다.또 순수한 물인 증류수의 어는점도 원래는 0.0씨여야 하지만 -0.214도씨로 역시 0.214도씨 더 낮게 나왔다,즉, 증류수의 어는점이 0.214도씨 더 낮게 나온 것으로, sample A와 B의 어는점 내림 값을 보정해 주었다면,3.Data and Results에서 더 정확한 결과값(sample A,B의 분자량)을 얻을 수 있었을 것이다.2. 또 어는점 내림법에서 사용한 몰랄농도m은 용매 1kg당 용질의 mol수이다. 그런데 우리는 5g의 증류수를 사용하였고, 이는 1kg에 비해 너무나 소량이다. 그러므로 좀 더 많은 양의 증류수를 사용하여 실험한다면 더 정확한 실험이 될 것이다.

자연과학| 2020.04.28| 5페이지| 1,000원| 조회(426)

어는점내림, 원소분석, 원소분석과 어는점내림

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헤스의 법칙

헤스의 법칙Abstract엔탈피가 상태함수이기 때문에 출발물질과 최종 물질이 같은 경우에는 어떤 경로를 통해서 만들더라도 그 경로에 관여된 엔탈피 변화의 합은 같다는 것을 헤스의 법칙 이라고 한다.① 헤스의 법칙을 이용하면 실제 일어나지 않는 반응에 대해서도 관여하는 에너지가 얼마인지를 계산할 수 있다. 또한 반응열을 직접 측정하는 것이 곤란한 경우라도, 다른 화학반응식의 조합을 이용하여 그 반응열을 산출할 수 있다. 이 법칙은 에너지보존법칙의 한 형태인 것이 알려져 총 열량 보존법칙이라고도 한다.이번 실험에서는 수산화나트륨과 염산의 반응을 단계별로 진행시켜 각 단계의 엔탈피를 측정하고 헤스의 법칙이 상태함수임을 확인한다. 그래서 헤스의 법칙이 성립하는가를 관찰하고 MgO의 표준 생성 엔탈피를 알아본다Introduction*헤스의 법칙(총 열량 불변의 법칙)*화학 반응이 일어날 때, 처음상태와 나중상태가 같으면 반응 경로에 관계없이 반응열의 총합은 항상 일정하다. (화학 반응에서 ΔH값은, 반응이 한 단계로 진행되거나 여러 단계를 거쳐 진행되거나에 상관없이 같은 값을 가진다.)②③경로 A C + O2 → CO2 ΔH1=-94.0kcal경로 B C + ½O2 → CO ΔH2=-26.0kcal경로 C CO + ½O2 → CO2 ΔH3=-68.0kcal∴ΔH1 = ΔH2 + ΔH3⇒ A경로의 반응열과 B경로의 반응열의 합은 어떤 경로를 거쳤든지 94.0kcal로 동일하다.우리가 행하는 실험의 대부분은 대기압, 즉 일정한 압력아래에서 이루어진다. 엔탈피는 H= E + PV 로 이루어진다. 이 식에서 PV항은 일정한 압력에서 열에너지가 계의 온도를 높이는데 쓰이지 않고 팽창에 쓰인 부분이다. 우리가 일정한 대기압 상태에서 어떤 화학 반응의 열 발생량을 예측하기 위해서는 엔탈피를 알고 있어야 한다. 그런데 각각의 항들이 상태함수이기 때문에 엔탈피 역시 상태함수이다. 즉 엔탈피 변화량은 처음과 나중 상태에 의해 결정이 되고 어떤 경로를 따라가는 지에는 무관한 값이다. 그래액의 온도 : 20.0℃ 실험 후 용액의 온도 : 42.0℃[실험2] ΔH2의 측정실험 전 비커의 무게 : 100.5g 실험 후 (비커+용액)의 무게 : 205.72g칭량종이의 무게 : 0.29g실험 전 용액의 온도 : 19℃ 실험 후 용액의 온도 : 28℃[실험3] ΔH3의 측정실험 전 비커의 무게 : 101.6g 실험 후 (비커+용액)의 무게 : 205.26g실험 전 용액의 온도 : 20.5℃ 실험 후 용액의 온도 : 32℃② 이 실험의 반응식은 각각 다음과 같다.실험 A :실험 B :실험 C :즉, 실험 A는 고체 NaOH가 염산과 직접 반응하는 것을 나타낸 식이고,실험 B와 C는 각각 고체 NaOH가 증류수와 반응하고, NaOH 수용액이 염산과 반응하는 것을 풀어서 나타낸 식이다.(물의 비열용량은 4.18 J/gK, 비커의 비열용량은 0.85 J/gK 으로 가정함.)실험 1용액의 질량 : 205.72g – 101.52g-0.31 = 103.89g온도 변화 : 22℃방출된 열량 QA = c × m × Δt= 4.18×103.89×22 + 0.85×101.52×22 = 11,452.1484 JNaOH 1 mol 당 반응엔탈피 ΔH1 = 11,452.1484 /0.1 = 114521 J/mol≒ 114.52 kJ/mol실험 2용액의 질량 : 205.72g – 100.5g-0.29g = 104.93g온도 변화 : 9℃방출된 열량 QB = c × m × Δt= 4.18×104.93×9 + 0.85×100.5×9 = 4,716.2916 JNaOH 1 mol 당 용해열 ΔH2 = 4,716.2916 /0.1 = 47162 J/mol≒ 47.162 kJ/mol실험 3용액의 질량 : 205.26g - 101.6g = 103.66g온도 변화 : 11.5℃방출된 열량 QC = c × m × Δt= 4.18×103.66×11.5 + 0.85×101.6×11.5 = 5,976.0762 JNaOH 1 mol 당 중화열 ΔH3 = 5,976.0762 /0.1 = 59760 J/m커+용액)의 무게 : 199.1g실험 전 용액의 온도 : 19.2℃ 실험 후 용액의 온도 : 42.2℃[실험2] ΔH2의 측정실험 전 비커의 무게 : 122.2g 실험 후 (비커+용액)의 무게 : 222.8g칭량종이의 무게 : 0.26g실험 전 용액의 온도 : 19.2℃ 실험 후 용액의 온도 : 25℃실험 1용액의 질량 : 199.1g – 99.7g = 99.4g온도 변화 : 23℃방출된 열량 QA = c × m × Δt= 4.18×99.4×23 + 0.85×99.7×23 = 11,505.451 JMg turning 1 mol 당 반응엔탈피 ΔH1 = 11,505.451/0.025 = 460,218.04 J/mol≒ 460.22 kJ/mol실험 2용액의 질량 : 222.8g – 122.2g-0.26g = 100.34g온도 변화 : 5.8℃방출된 열량 QB = c × m × Δt= 4.18×100.34×5.8 + 0.85×122.2×5.8 = 3,035.08896 JMgO 1 mol 당 용해열 ΔH2 = 3,035.08896/0.025 = 121,403.5584J/mol≒ 121.4 kJ/mol이로 인해 H3 는 H1-H2=H3이므로460.22-121.4=338.82정도일것이라고 예상할 수 있다.오차 요인 분석 및 개선 방안우리는 이번 실험에서 헤스의 법칙을 확인하기 위해 수산화나트륨과 염산의 반응을 이용해 이를 검증했다. 그리고 반응에서 방출된 열량은 열량계에서 흡수된 열의 양과 같다는 사실을 이용해 반응의 열량을 구할 수 있었다. 실험의 결과가 딱 떨어지지 않은 이유가 몇가지 있을 수 있는데 그 중 하나는 열 차단이 제대로 되지 않는 가장 큰 문제이다. 모든 실험에서 사용된 단열재 스티로폼이 완벽하게 열을 차단할 수는 없을 것이다. 열량이 외부로 방출되면 될수록 반응열은 작게 측정될 것이다. 또, 수산화나트륨을 넣을 때 한 번에 다 넣지 못해서 단열재의 뚜껑을 늦게 닫아 반응 초기에 생긴 열이 빠져 나갔을 것이다. 따라서 정확한 실험을 위해서는 단열 장치를 측정 후 바로 실험을 하지 않아 오차가 발생했다는 점도 꼽을 수 있겠다. 따라서 정확한 실험을 위해서는 NaOH의 조해성을 고려했어야 했다.NaOH 용액과 HCl 용액의 온도를 맞출 때, 상온에서는 용액의 온도변화가 크지 않아, 온도를 완벽하게 같게 하지 못했을 수도 있다. 수용액의 온도를 맞추기 위해 온도를 일정하게 유지할 수 있는 항온 수조(water bath)와 같은 실험 장치를 두고 거기에 용액을 넣어 두었다가 사용하는 것이 한 가지 개선 방법이 될 것이다.마지막으로, 온도계의 눈금을 읽을 때 오차가 생겼을 것이다. 온도는 일정하기보다는 시시각각 변화했는데, 임의로 적당한 시기라고 파악될 때의 온도를 측정했고, 또 육안으로 온도계를 읽으려니 정확하게 되지 않았을 것이다. 따라서 전자 온도계 같은 정확한 측정이 가능한 실험 장치를 사용하는 것이 필요할 것 같다.과제Sodium Hydroxide Beads에서 Beads의 뜻은 구슬이라는 뜻이다. 즉 Sodium Hydroxide가 구슬의 형태로 있는 것인데 구슬의 형태인 이유는 조해성 때문이다. 구슬형태로 되어있으면 조해성의 영향을 받지않는 것은 아 가루형태인 Sodium Hydroxide보다 조해성의 영향을 덜 받아 최소화할 수 있다. 또 이 물질을 옮길 때 더 편하게 옮길 수도 있다고 한다.고체 NaOH와 MgO를 넣어줄 때 weighing paper를 함께 넣어주는 이유는 조해성 때문이다. 조해성의 정의를 사전에서 찾아보면 Hyperlink "javascript:klink('%EA%B3%A0%EC%B2%B4')" 고체가 Hyperlink "javascript:klink('%EB%8C%80%EA%B8%B0')" 대기 Hyperlink "javascript:klink('%EC%86%8D')" 속에서 Hyperlink "javascript:klink('%EC%8A%B5%EA%B8%B0')" 습기를 Hyperlink "javascript:klink('%ED%9D%A1%EC%88%98%ED%95%98%EB% 제 2법칙에 따르면 고립게에서 총 엔트로피는 언제나 증가하거나 일정하기 때문에 에너지 이동의 비가역성을 설명하고 있다. 언제나 고에너지(열원)에서 저에너지(열원)로 에너지가 이동하기 때문에 방향성이 있는 것이다. 즉 저열원에서 열을 얻어 모두 일로 바꾸는 효율 100%의 무한동력을 만드는 것이 불가능하다는 것이다만일 Hyperlink "https://namu.wiki/w/%EC%9A%B0%EC%A3%BC" o "우주" 우주가 고립계가 아니라면 우주 바깥의 외계에서 에너지가 유입되어 우주 전체의 에너지 총량이 변화할 수 있다. 그러나 그것은 외계로부터 에너지가 Hyperlink "https://namu.wiki/w/%EC%9A%B0%EC%A3%BC" o "우주" 우주로 유입 되어서 이루어지는 것이므로 결국 Hyperlink "https://namu.wiki/w/%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80%20%EB%B3%B4%EC%A1%B4%EC%9D%98%20%EB%B2%95%EC%B9%99" o "에너지 보존의 법칙" 에너지 보존의 법칙은 깨지지 않으며, 당연히 제1종 영구 기관도 성립할 수 없다. Hyperlink "https://namu.wiki/w/%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80%20%EB%B3%B4%EC%A1%B4%EC%9D%98%20%EB%B2%95%EC%B9%99" o "에너지 보존의 법칙" 에너지 보존의 법칙을 깨려면 고립계 내에서 아무 이유 없이 에너지가 생성 되어야 하며, 열이 한도 끝도 없이 생성되어야 한다.열이 스스로 저온에서 고온으로 이동하도록 하는 것과 같이 엔트로피의 법칙을 어기는 일을 해야 하며, 열을 가진 물체가 스스로 Hyperlink "https://namu.wiki/w/%EC%A0%88%EB%8C%80%EC%98%81%EB%8F%84" o "절대영도" 절대영도가 되어야 한다. 제2종 영구 기관은 공급된 열에너지를 역학적 에너지로 모두 전환하면 작동을 멈춘다. 제2종 영구 기관은 기존의 영구 07

자연과학| 2020.04.28| 6페이지| 1,000원| 조회(687)

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아이오딘 적정에 의한 비타민C 분석 평가C아쉬워요

Ascorbic acid는 항산화 물질 특성을 가지고 있는 유기 화합물이다. 비타민 C의 하나로, 락톤 구조를 가지고 있고 분자식은 C6H8O6이다. 수용성 비타민인 아스코르브산은 환원형과 산화형의 두 가지가 있다. 인체 내에서 세포 와 세포의 결합에 필요한 콜라젠 형성에 관여하며, 스테로이드 호르몬을 합성한다. 또한, 철과 칼슘의 흡수를 돕고, 피로 회복과 감기 에 대한 저항력을 증진시키는 효과도 있다. 아스코르브산은 건조상태나 산성용액에서는 비교적 안정하나, 수용액에서는 열, 산 등에 쉽게 파게된다.이번 실험에서는 아이오딘 용액과 ascorbic acid의 산화환원 반응을 통해 종말점을 찾는다. 종량점이란 지시약에 의해 반응이 종결되었음을 알리는 지점이다. 예를 들어, 염기를 약산으로 적정시킬 때, 시약으로 사용한 페놀프탈레인 용액의 색이 붉은색이 무색으로 바뀌는 점이 바로 종말점이 된다. 즉, 종량점의 값은 실험을 통해 구해진 값이다. 당량점이란, 적정하고 있는 물질의 화학적 양이 적정된 물질의 화학적 양과 같을 때의 지점이다. 이 때 당량점의 값은 이론적인 값을 가진다.1) 비타민C와 요오드 용액의 적정먼저, 적정이란 농도를 알고 있는 물질 A의 용액을 농도를 알지 못하는 물질 B의 용액을 적정함으로써 반응을 완결시키는데 들어간 물질 A의 농도(양)를 계산하여 물질 B의 농도(양)를 알아내는 방법이다.이번 실험에서는 비타민C를 과량의 KI 존재하에 표준 물질 KIO3로 적정한다. 이 과정에서 먼저 IO3- 이온은 아이오딘화 이온 I-를 산화시켜 I2로 만들고,- 반응식1I2에 의해 비타민C가 산화된다.이 때 지시약은 녹말용액을 사용하는데 비타민C가 모두 소비되고 나면 I2가 녹말 지시약과 반응하여 푸른색의 아이오딘-녹말 착물을 형성하고, 색이 변하는 지점을 종말점으로 측정한다. 아스코르브산과 IO3-의 반응비는 3:1 이다.3) 비타민C의 파괴비타민C가 파괴된다는 의미는 비타민C의 5각형의 2중 결합 부분에 붙어 있는 불안정한 2개의 알코올기가 안정한 케톤기로 바뀌어 다른 물질로 변하는 것을 의미한다. 이는 일종의 산화반응이다. 산소, 물, 열, 자외선, 철 같은 중금속 등에 의해 산화가 촉진되며, 이번 실험에서는 열에 의한 비타민C의 파괴속도를 측정해볼 것이다.0.8g/214.001g/mol-1=3.7383 x 10-3용액 1 l내에 존재하는 이온 농도는3.7383 x 10-3필요한 5ml3.7383 x 10-3 x 5.0 x 10-3 L =1.869 x 10-5X 3 5.607 x 10-5 mol178.348493부피(ml)05.024.844.764.5아스코르브산의 가열 시간이 길어질수록 적정에 필요한 아이오딘 용액의 부피는 감소하는 경향을 보였다.일반적으로 어떤 물리량 간의 수식적인 관계를 실험적으로 입증하려면 선형 관계를 구해 그 관계가 얼마나 직선에 가까운지를 비교해야한다. 반응 차수에 따른 농도와 시간의 관계를 살펴보면, 0차 반응은 농도와 시간이 선형 관계를 갖고, 1차 반응의 경우는 농도의 로그값과 시간이 선형 관계를 갖고, 2차 반응은 농도의 역수가 시간과 선형 관계를 갖는다.0분 3.7383 x 10-3 x 5.0 x 10-3 L =1.869 x 10-52분 3.7383 x 10-3 x 4.8 x 10-3 L =1.794 x 10-54분 3.7383 x 10-3 x 4.7 x 10-3 L =1.757 x 10-56분 3.7383 x 10-3 x 4.5 x 10-3 L =1.682 x 10-5ln1.869 x 10-5 = -10.8875219364968ln1.794 x 10-5 = -10.92847770133362ln1.757 x 10-5 = -10.*************7ln1.682 x 10-5 = -10.992941903419470분 3.7383 x 10-3 x 5.0 x 10-3 L =1/1.869 x 10-52분 3.7383 x 10-3 x 4.8 x 10-3 L =1/1.794 x 10-54분 3.7383 x 10-3 x 4.7 x 10-3 L =1/1.757 x 10-56분 3.7383 x 10-3 x 4.5 x 10-3 L =1/1.682 x 10-5

자연과학| 2020.04.28| 4페이지| 1,000원| 조회(2,018)

비타민C, 적정, 아이오딘

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이산화탄소의 분자량

이산화탄소의 분자량Objective실험 1. 이산화 탄소의 분자량 측정플라스크의 이산화 탄소 기체의 질량을 측정해서 이상기체상태 방정식 pv=nRT를 써서 분자량을 구한다.실험 2. 액체 이산화 탄소의 관찰타이곤 튜브를 이용하여 온도와 압력이 높아지면서 드라이 아이스를 액체 이산화 탄소로 만든다Introduction아보가드로의 원리아보가드로의 가설같은 온도와 같은 압력에서 같은 기체부피는 같은 분자 수를 함유한다.아보가드로의 법칙일정한 온도와 압력에서 기체부피는 기체의 몰수에 정비례한다.그리하여 T와 P가 일정할 때 기체의 몰수를 두 배로 증가하면 부피는 두 배로 증가한다.㉠ 기체 반응의 법칙을 설명하기 위해 가설(1811년)로 시작하여 실험에 의해 확인(1860년)한 후 법칙으로 정립하였다.㉡ 0。C, 1기압에서 기체 22.4L(1몰)에는 6.02 1023개의 분자가 존재한다.㉢ 아보가드로의 수: 6.02 1023 개아보가드로의 분자설☞ 기체 반응의 법칙을 설명하기 위해 1811년 아보가드로(Avogadro, A.)는 일정한 수의 원자들이 결합한 위와 같은 가설을 제안하였다.☞ 설명할 수 있는 법칙: 기체 반응의 법칙, 아보가드로의 법칙(예) 수소, 산소 분자는 2개의 원자로, 수증기 분자는 수소 원자 2개와 산소 원자 1개로 되어 있다.아보가드로의 분자설에 의한 기체 반응의 법칙 설명수소와 산소가 반응하여 수증기가 생성되는 반응에 원자설, 분자설을 적용하여 보자.㉠돌턴의 원자설 적용 : 아래 그림에서와 같이 산소 원자가 2개로 쪼개지게 되어 원자설에 근본적으로 위배된다.㉡아보가드로의 분자설 적용 : 아래 그림에서와 같이 수소, 산소는 2원자 분자이고, 수증기가 3원자 분자이면 원자설도 만족하면서 기체 반응의 법칙을 설명 할 수 있다.이상 기체 상태 방정식기체 분자 운동론이상기체 상태방정식☞ 0℃, 1atm, 1 mol(22.4L)의 기체에 대하여= = 0.082 atm․L/mol․K = 기체상수 R∴ PV = RT☞ n mol의 기체에 대하여 1 mol : R ⇒ n mol : nR이상기체 상태방정식을 이용한 분자량 결정☞ 기체의 질량을 알 때⇒ ∴☞기체의 밀도를 알 때Method~~~pg 24 25Result & Discussion실험 1 (250mL 플라스크)압력(P) : 750mmHg온도(T) : 17 ℃(=290K)플라스크의 부피(L) : 315mL(=0.315L)이상기체상수(R) : 0.082 atm*L/mol*K공기의 평균 분자량 : 28.96 g/mol플라스크 + 유리판 + 공기 : 124.89g플라스크 + 유리판 + 이산화탄소 : 125.11g2)-1) = 이산화탄소 – 공기 = 0.22g*공기의 질량을 이상기체 상태 방정식을 이용하여 구함PV=nRT, n+W/M W=(PV/RT)*MP= 760/760 atm V= 0.315L R= 0.082 atm*L/mol*KT= 273+17 KM(공기의 평균 분자량) = 28.96g/molW(공기의 질량) ≒ 0.384(g)∴ W(이산화 탄소의 질량) = 0.22g + 0.384 = 0.604g*이산화 탄소의 분자량을 이상기체 상태 방정식을 이용하여 구함PV = nRT, n = W/M ⇒ M = (RT/PV)*WP = 765/760 atm) V = 0.315 L, R = 0.082 atm*L/mol*KT = 273+17 K, W = 0.604g→ M(이산화탄소의 분자량) = 45.5972063 ≒ 45.6 g/mol이미 알고 있는 원자량과 이산화탄소의 분자식을 이용하여 분자량을 구해보면→ M =12.011(C) + 15.999(O)*2 = 44.009(g/mol)오차율 = 44.01-45.6/44.01 * 100% = 3.6%실험 2 (100mL 플라스크)압력(P) : 750mmHg온도(T) : 17 ℃(=290K)플라스크의 부피(L) : 100mL(=0.100L)이상기체상수(R) : 0.082 atm*L/mol*K공기의 평균 분자량 : 28.96 g/mol플라스크 + 유리판 + 공기 : 63.38g플라스크 + 유리판 + 이산화탄소 : 63.46g2)-1) = 이산화탄소 – 공기 = 0.08g*공기의 질량을 이상기체 상태 방정식을 이용하여 구함PV=nRT, n+W/M W=(PV/RT)*MP= 760/760 atm V= 0.1L R= 0.082 atm*L/mol*KT= 273+17 KM(공기의 평균 분자량) = 28.96g/molW(공기의 질량) ≒ 0.122(g)∴ W(이산화 탄소의 질량) = 0.08g + 0.122g = 0.202g*이산화 탄소의 분자량을 이상기체 상태 방정식을 이용하여 구함PV = nRT, n = W/M ⇒ M = (RT/PV)*WP = 765/760 atm) V = 0.315 L, R = 0.082 atm*L/mol*KT = 273+17 K, W = 0.202g→ M(이산화탄소의 분자량) = 48.0356 ≒ 48.04 g/mol이미 알고 있는 원자량과 이산화탄소의 분자식을 이용하여 분자량을 구해보면→ M =12.011(C) + 15.999(O)*2 = 44.009(g/mol)오차율 = 44.01-48.04/44.01 * 100 % = 9.16%플라스크를 저울에 올려놓은 채 20초 간격으로 저울의 눈금을 기록한 결과 위 그래프와 같이 질량이 줄어들었다. 내 예상으로는 이산화 탄소가 일정한 시간으로 플라스크에서 밖으로 확산될 것이라 생각했다. 하지만 시간이 지날 수록 확산되는 속도는 줄어들었다.그레이엄의 확산 법칙을 통해 기체의 확산 속도에 대해 알 수 있다. 같은 온도, 같은 압력에서 기체의 확산 속도는 몰질량의 제곱근에 반비례한다. 여기서 조건이 같은 온도와 같은 압력인데 이 조건을 만족시키지 못해 예상과는 다른 속도로 확산됐을 수도 있다.

자연과학| 2020.04.28| 5페이지| 1,000원| 조회(375)

이산화탄소, 분자량, 이산화탄소의 분자량

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