스위스 건축가 마리오 보타의건축에 대해서...목차1. 『마리오 보타』의 약력 소개2. 『마리오 보타』의 건축 세계3. 『마리오 보타』의 작품들...1)제네스트레리오 성당2)카데나쪼 주택3)리바 산 비탈레 주택4)리골네토의 단독주택5)로카르노 고등학교 계획안6)발레르나 예술인 센터7)후리버그 연방 은행8)마싸그노 단독주택9)비가넬로 단독주택10)오리글리오 단독주택 계획11)루가노의 란실라 I 빌팅12)장 팅겔리 발물관13)교보 강남 타워1. 『마리오 보타』의 약력 소개▶1943.4.1. 스위스 타치노 주 켄톤 지방의 맨드리시오에서출생.▶1958-61. 루가노의 칼로니/카메니시 건축사무소에서 디자이너로 근무.▶1961-69. 이탈리아 밀라노 예술고등베니스 건축대학에서 수학.▶1969. 루이스 칸과 베니스에서 만났으며, 칸의 베니스 회의장 계획의 전람회장 구성에 참여.베니스 건축대학에서 카를로 스카르파와 쥬세페 마치리올 심사에 의해 졸업논문 통과.루가노에 스튜디오를 개설하고 건축가로서 실무 활동을 시작.▶1976. 로잔느 연방공과대학의 객원교수가 됨.▶1978. 스위스 건축가연맹(FAS)의 회원 가입.▶1982. 스위스 연방 미술위원회의 회원 가입.▶1983. 독일 건축가연맹(BDA)의 회원이 됨.▶1984. 미국 건축가협회(AIA)의 명예회원으로 가입.▶1985. 스위스의 건축상 「콘크리트 85」상을 수상.베통 건축부문상▶1986. 미국 시카고에서 시카고 건축상을 수상.▶1987. 미국 커넥티컷 뉴해븐 예일건축학교 객원교수.▶1989. 로얄 네덜란드 오가니제이션 베스킨상 수상.왕립 네델란드 건축가협회 박스텐상아르헨티나, 부에노스 아이레스 1989국제건축비엔날레 축제 CICA상 수상(국제건축비평위원회).아르헨티나, 부에노스 아이레스 에스큐라 드 알토스 에스튜디오스 델 CAYC 명예교수.▶1991. 파리 아카데미에 아끼떽드르 스위스 위원(프랑스).▶1991. 이씨데에 까자르 라베자리재단상 수상(스위스).▶1993. 밀라노, 프레라미술학교 명예교수(이태리).아르헨티나, 삼아 건축적 요소로 사용.☞70년대에는 기하학적이면서 간결한 건축을 시도.▶간결하면서 소규모 주택을 주로 하다가 80년대에 들어서 학교, 교회, 미술관, 박물관 등 대중적인 건축을 하게되었음.▶건축 재료 또한 대중적인 벽돌이나 블록, 대리석을 많이 사용.▶절제된 창문을 이용해 빛과 그림자를 건축 요소로 활용.☞마리오 보타 건축적 습관(패턴)▶카푸친 수도원 도서관 열람실 뒤편 벽에 파여진 ‘홈’ → 보타의 비교적 초기작품, 기하학적인 표현 ;조적조 건축에 있어 홈은 ‘깊이’를 표현, 압축된 의미를 가짐, ‘동굴’의 깊이를 이용해 빛의 집중과빛에 의해 생기는 그림자 사용.▶빛을 건축적 요소에 많이 이용 → 빛과 음영의 이용은 세워진 건물의 형태와 장치를 통해서 변화를낳고 있음.☞자신의 건축적 재능의 모체로서 장소성과 대지의 개념을 강조.▶건축적 작업의 첫 단계로서 대지에 대한 이해를 중시 → 자연적인 풍경에 건축물을 도입시킴으로써풍경에 어떤 구심점을 제공하고 궁극적으로는 풍경 자체를 개선하고 향상시킴.☞건축이 무겁게 느껴지고, 창도 작은 이유는 건축은 진지하고 심각한 것이며, 공간의 연출과 변형, 그리고 이것을 대지와 연결하는 작업이기 때문 → 무거운 듯이 보이는 것은 땅과 연결하고, 대지와 인간을 고결하게 이어주려고 하기 때문.☞가장 원형적인 형태, 순수한 제적, 근본적인 기하학에 대한 연구와 조사 → 그의 작업의 출발이자 종착점 ; 건물의 기본 배치, 기초의 완성, 벽돌쌓기, 벽체의 시공, 그리고 중력, 빛, 외부 디테일에 대한 연구로 이어지는 건설행위를 시각적으로 진술하는 것.☞원, 실린더, 사각형을 많이 씀 → 원초적인 형태를 좋아하기 때문. 사람들이 쉽게 이해하는 형태이기 때문.☞빛을 많이 사용 → 빛은 공간을 만드는 요소이기 때문.☞장소성☞루이스 칸과 르 꼬르뷔제와의 만남이 보타의 건축언어를 형성하는 데에 큰 영향을 끼침.3. 마리오 보타의 작품들...◈초기 작품 : 마리오 보타는 루가노의 건축가 칼로니(Caooloni)와 카멘니쉬(Camenisch) 이 시기에 의자 디자인에 대한 원형도 확립하였다.1)제네스트레리오 성당▶설계:1961 / 건설:1961~1963▶건물의 주요 볼륨은 두개의 대조적인 지붕구조물을 제외하고는 지붕의 경사면과 같이 지형을 따르는 정밀한 관계에서 분절적 구성.▶긴 수평홈으로 끊임없이 뻗어있는 콘크리트 처마도리의 빈 부분 → 로지아, 포티코 그리고 각각의방들을 독립시켜주고 있음.☞로지아(loggia) : 1면 이상의 면이 벽이 없이 트인 방 또는 홀·회랑·현관. 지중해 연안 지역에서 발달했으며, 탁 트였으면서도 햇빛을 가릴 수 있는 방을 만들려는 의도에서 비롯되었다. 고대 이집트의 많은 주택에는 지붕 위나 중정을 마주보는 실내에 여러 형태의 로지아가 있었다. 중세와 르네상스 이탈리아에서는 흔히 공공 광장과 연결되게 지었으며 대표적인 보기는 벤치 디 초네와 시모네 디 프란체스코가 지은 피렌체의 로지아 데이 란치(1376 착공)이다. 로지아는 또 빌라에는 없어서는 안될 부분으로, 훌륭한 장식이 덧붙여졌다. 로마에 있는 빌라 파르네시나의 로지아는 라파엘의 프레스코로 장식되어 있다.☞포티코(portico) : 콜로네이드[列柱廊]가 있는 포치(현관), 또는 같은 간격으로 배열된 기둥으로 받친 지붕이 덮인 보도. 건물에 붙이지 않고 따로 짓기도 한다. 포티코는 그리스 신전건축의 주요특징이며, 따라서 로마 건축과 이후 고전건축의 영향을 받은 모든 구조물에 나타나는 가장 두드러진 요소이다. 포티코의 유형에 따라 그리스 신전을 설명하는 주요용어들의 갈래가 잡힌다.2)카데나쪼 주택▶설계:1970 / 건설:1970~1971▶몽테 세네리의 북쪽 경사지에 세워졌음.▶내부공간에서 가장 좋은 조망을 확보하기 위해 남북축을 따라 배치.▶동쪽으로의 조망은 완전히 막혀있는 반면 동일하게 분할되어 나눠진 서쪽의 유리블록(사진2)은 오후의 따사로운 빛을 각 층으로 받아들임.▶두 개의 로지아(사진3)①매개공간과 내부공간 사이의 관계를 성립시켜 줌.②눈이나 비로부터 주택을 보호.③빛의 통과를 조절.▶독특한 내부구성을 통하 구릉위, 산 조지오의 산자락에 위치.▶산과 건물사이의 물리적관계가 금속의 다리로 형성. 대지의 최소한의 점유만을 강조함으로써 주변환경과의 대화를 꾀하고 있음.(사진5)▶빛의 유입을 허용하는 매스의 기하학적 절삭과 네 군데의 모서리 → 리듬감과 서로 다른 건축적 상황의 계승 속에서 수직축을 구성.▶내부공간과 외부공간의 공간적 통합 → 다양한 레벨에 의해 분절 되어지는 주변 벽체에 생긴 테라스에 형태를 부여.(사진5)4)리골네토의 단독주택 계획안▶설계:1975 / 건설:1975~1976▶대지의 북쪽측을 따라 자리잡고 있는 이 건물은 횡적으로 전개, 도시 확장의 마지막 부분에 위치.▶길가쪽으로 향한 콤팩트한 볼륨-거의 깊이감 있는 벽체들로 이루어진-은 정교한 수직 홈에 의해건물 중심에서 이루어지고 있음.▶마을쪽으로 향한 파사드에는 층마다 갖고 있는 테라스 안으로, 단일하고 확장된 개구부에 의해 건물의 표정이 풍부해 지고있으며 건물 중심의 보이드와 두 개의 측면 볼륨들에 의해서 분절되어 지고 있음.▶1층 평면의 포티코 → 단순히 서쪽으로 면한 개구부로서 역할.(사진8)▶벽난로의 존재는 두개의 좁은 수직적 기둥에 의해 나타나고 있음.▶주택 구성 : 1층 → 창고와 출입구, 포티코 등 / 2층 → 거실과 부엌 그리고 어린이 침실 / 3층→ 주인 침실과 공부방.5)로카르노 고등학교 계획안▶현상설계:1970▶이 계획안은 북쪽에 있는 기존의 도시 구조와 경계를 이루면서 로카르노시 근처에 수위실과 체육관 그리고 교실동등 세 개의 건물을 계획하는 것.▶두 개의 계단실과 네 개의 교실을 하나로 묶은 최소한의 건축적 요소를 사용.▶각 층마다 구조적 그리드가 다양한 기능의 연결을 사슬고리처럼 물고 나가는 것을 가능하게 해주고, 천장으로부터 빛의 유입을 통합시키고 있음. (사진11)▶내부 구조 : 1층 → 포티코는 출입구의 아트리움과 연결 / 2층 → 교실과 서비스 공간 / 3층 →개별화된 강의실 수용.▶체육관①계단실에 의해 구성되어져 있음.②1층 평면에서 서비스 공간은 중앙으로 몰려어서 영향을 미치고 있음.(사진12)▶각각의 블록은 3개 층으로 구성된 다른 기능을 지니고 있다.1층 → 2층 높이의 작업실과 워크숍 / 2층 → 행정 본부건물 / 3층 → 주거 공간 / 내부 중정과 커다랗게 오픈된 로지아에 면한 곳에는 계단실과 서비스 공간.7)후리버그 연방은행▶현상설계:1977(1등 당선) / 건설:1977~1982▶특기사항: ①대리석으로 된 코니스, ②측면 파사드에서 다양한 창문의 요소 → 창문은 내부에서 일종의 극장형태처럼 보여지기도 함.▶디자인은 세 개의 볼륨으로 분절되어 있음 → 가로를 따라 펼쳐진 두 개의 측면동과 함께 광장에면하면서 전체 구성의 접점으로 역할하는 중앙 원통부가 구성되어 있음. 중앙의 원통형 매스에 쓰인 돌과 유리는 볼륨의 단일성을 강조하는데 쓰이며, 주변 건물을 고려할 때 느껴지는 스케일의 확대는 일종의 “모뉴멘탈”한 측면으로 생각할 수 있음.(시진13)▶내부 구조 : 지하 공간 → 주차장 시설과 은행 서비스 시설과 디스코 데크 / 상층부 → 업무시설 /최상부 → 은행의 특별한 서비스 기능과 집회실, 광장을 조망할 수 있는 테라스.▶디스코 데크의 기하학적인 실내장식은 마감재료와 조명, 거울의 반사로 환상적인 분위기를 연출하고 있음.☞모뉴멘탈(monumental) : 기념이 되는, 불후[불멸]의, 엄청난, 역사적 의미가 있다는 뜻.8)마싸그노 단독 주택▶설계:1979 / 건설:1980~1987▶유일한 전망은 오직 계곡쪽으로만 트여 있고 다른 부분은 거의 지하에 있음.(사진15)▶파사드 :①공간적으로 다양한 실내 공간을 하나로 묶는 벽돌로 개성이 부여되어 있음.②중앙의 축을 통해 다양하게 빛을 받아들이고 있음.③공간의 연속성을 충분히 반영하고 있음.▶로지아(사진16) :①미세한 기후를 형성하는 커다란 미닫이 창으로 개폐됨.②온실같은 역할.▶입면에서 보았을 때, 움푹 파여들어가 형성된 유리(위로부터 채광되는 두 개의 중심부분 사이의공간) 천창으로 인해 깊이감 있는 계단실과 개구부는 마치 빛을 발하는 기둥처럼 보임.(사진)
열계량법-열량계의 열용량차 례실험 목적 실험 원리 실험기구 및 시약 실험방법 및 주의사항 실험과정 실험결과 오차요인 및 개선방법실 험 목 적화학반응에서의 열 변화를 열계량법에 의하여 직접 측정하여 열량계의 열용량을 구해본다물이 얻은 열량=(Tf-Ti)*물의 무게*1.00 cal/g °c =△Hw cal 구리가 잃은 열량=(b.p water-Tf)*구리의 무게*0.0921cal/g °c=△Hcu cal 열량계가 얻은 열량=(△Hcu-△Hw)cal=△Hc cal 열량계의 열용량=△Hc/(Tf-Ti)=Cp cal/°c 열량계가 얻은 열량(△Hc)=Cp(Tf-Ti) 금속이 잃은 열량(△Hm)=△hw+△Hc Cs(cal/g°c)=△Hm/금속의 무게(b.p water-Tf)실 험 원 리실험기구: 플라스틱 컵, 플라스틱 뚜껑, 보온 통, 철사젓개, 온도계, 실, 비커,버너, 메스실린더, 초시계 화학저울 시약: 구리조각, 에탄올, 물실 험 기 구1. 구리 조각 무게 측정. 2. 물의 무게를 재고 보온컵에 넣음 3. 물의 온도를 측정 4. 구리 조각을 넣은 끓는 물의 온도측정 5. 끓는 물 안 구리조각을 열량계로 옮김 6. 5초마다 온도측정실험방법(첫번째)실험과정(첫번째)1. 전자저울로 구리조각의 무게 측정89.8011g91.3g2조1조실험과정(첫번째)2. 물의 무게를 재고 보온통에 넣음약 100g약100g2조1조실험과정(첫번째)3. 물의 온도 측정22.8℃22.5 ℃2조1조실험과정(첫번째)4. 끓는 물에 구리 조각을 넣고 끓는 물의 온도를 측정101.0℃100.4 ℃2조1조실험과정(첫번째)5. 끓는 물 안의 구리조각을 열량계로 옮 김실험결과(첫번째)물의 5초 간격 온도변화1조의 실험결과 - 물이 얻은 열량 ΔHw=c(비열)xm(질량)XΔT =1.00 cal/g·℃x100g x (27.5-22.5)℃ =550 cal - 구리가 잃은 열량 ΔHcu=c(비열)xm(질량)XΔT =0.0921cal/g·℃x91.3gx (100.4-27.5)℃ =612.996 cal실험결과(첫번째)1조의 실험결과 - 열량계가 흡수한 열량 ΔHcu- ΔHw =612.996-550 =62.996cal - 열량계의 열용량 =62.996/(27.5-22.5) =12.5992 cal/℃실험결과(첫번째)2조의 실험결과 - 물이 얻은 열량 ΔHw=c(비열)xm(질량)XΔT =1.00 cal/g·℃x100g x (28.1-22.8)℃ =530 cal - 구리가 잃은 열량 ΔHcu=c(비열)xm(질량)XΔT =0.0921cal/g·℃x89.8011gx (101-28.1)℃ =602.933 cal실험결과(첫번째)2조의 실험결과 - 열량계가 흡수한 열량 ΔHcu- ΔHw =602.933-530 =72.933cal - 열량계의 열용량 =72.933/(28.1-22.8) =13.761 cal/℃실험결과(첫번째)열량계의 열용량을 이용한 에탄올의 비열측정 c(구리의 비열)xm(구리의 질량)XΔT-c(에탄올의 비열)xm(에탄올의 질량)XΔT = 열량계의 열용량X ΔT 에탄올의 비열을 모르므로 첫번째 실험과 같은 과정으로 측정실험과정(두번째)실험결과(두번째)실험 내용D a t a에탄올의 무게100g구리의 무게91.3g에탄올의 처음 온도21.5℃구리가 있는 끓는 물의 온도92.5℃구리를 넣은 후 에탄올의 온도28.5℃1조 실험결과실험결과(두번째)실험 내용D a t a구리가 잃은 열량 (92.5-28.5)℃*91.3g*0.0921cal/g°c538.16cal에탄올이 얻은 열량 (28.5-21.5)℃* Z *100g700Zcal열량계가 얻은 열량 12.5992cal*(28.5-21.5)℃88.1944cal1조 실험결과※ Z는 에탄올의 비열실험결과(두번째)에탄올의 비열 구하는 법 ΔHcu- ΔHeth= 538.16-700Z=88.1944 Z=0.642cal/g°c ※ 실제 에탄올의 비열: 0.587 cal/g°c실험결과(두번째)실험 내용D a t a에탄올의 무게100.0548g구리의 무게89.8011g에탄올의 처음 온도21.1℃구리가 있는 끓는 물의 온도106℃구리를 넣은 후 에탄올의 온도28.7℃2조 실험결과실험결과(두번째)실험 내용D a t a구리가 잃은 열량 (106-28.7)℃*89.8011g*0.0921cal/g°c639.32cal에탄올이 얻은 열량 (28.7-21.1)℃* Z *100.0548g760.42Zcal열량계가 얻은 열량 13.761cal*(28.7-21.1)℃104.58cal2조 실험결과※ Z는 에탄올의 비열실험결과(두번째)에탄올의 비열 구하는 법 ΔHcu- ΔHeth= 639.32-760.42Z=104.58 Z=0.703cal/g°c ※ 실제 에탄올의 비열: 0.587 cal/g°c실험결과(두번째)에탄올의 5초 간격 온도변화온도측정 시 온도를 감지하는 부분이 바닥이나 구리조각에 닿음 구리조각을 끓는 물에서 꺼내 열량계로 옮기는 과정에서 표면에 물방울이 묻어있었음 열량계의 단열효과가 확실하지 않아 그에 따른 열 손실 발생 에탄올의 경우 실험과정에서 쉽게 증발 되어 오차 발생 액체의 온도 측정 시 충분히 저어주지 않아 미묘한 온도 차 발생 무게를 측정하는 과정에서 미묘한 오차 발생실험 오차의 원인온도 측정 시 온도를 감지하는 부분이 바닥에 닿거나 구리조각에 닿지 않게 함 구리조각을 옮길 때 표면의 물방울이 묻어있는 것을 최대한 제거 단열이 확실히 되는 열량계 사용 온도측정 시 젓개로 충분히 저어줌 무게 측정 시 최대한 주의실험 오차 개선방법감 사 합 니 다{nameOfApplication=Show}
◆ 실험 목적일반적으로 화학반응이 진행되는 동안에는 열의 흡수 또는 방출이 동반되는데 이러한 열변화를 열계량법에 의하여 직접 측정하여 열량계의 열용량을 구해본다.◆ 실험기구 및 시약? 실험기구 : 보온병(실험?), 플라스틱 컵과 스티로폼 보온대(실험?), 온도계, 실, 비커, 버너, 메스 실린더, 화학저울, 초시계? 시 약 : 구리조각◆ 실험방법1.구리조각 100g의 무게를 정확히 측정한다.2.보온병과 플라스틱 컵의 무게를 측정한다.3.보온병과 플라스틱 컵에 100ml의 물(실험?)을 넣고 무게를 잰다.보온병과 플라스틱 컵에 100ml의 에탄올(실험?)을 넣고 무게를 잰다.4.물(실험?)의 온도를 기록한다.에탄올(실험?)의 온도를 기록한다.5.비커에 물을 넣고 끓인다.6.구리 조각을 실로 매어 끓는 물에 담그되 바닥에 닿지 않도록 한다.7.끓는 물의 온도를 기록한다.8.끓는 물에 담근 구리조각을 재빨리 열량계의 물(실험?)에 옮긴다.끓는 물에 담근 구리조각을 재빨리 열량계의 에탄올(실험?)에 옮긴다.9.물을 잘 저으면서 5초마다 온도를 읽는다.10.위 그래프와 같은 그래프를 작성한다.11.열량계의 열용량을 계산한다.◆ 측정결과? 실험?-? 측정결과- 구리조각의 무게 : 91.30g- 보온병의 무게 : 300g (화학저울의 측량범위를 초과하여 가정하였음)- 보온병 + 물의 무게 : 400g- 끓는 물의 온도 : 100.4℃- 물의 최초온도 : 22.5℃시간(초)*************5404550물 (℃)22.523.123.52424.42525.626.32727.327.45560657027.527.527.527.5- 시간당 온도변화? 실험?-? 측정결과- 구리조각의 무게 : 89.80g- 플라스틱 컵의 무게 : 24.31g- 플라스틱 컵 + 물의 무게 : 124.32g- 끓는 물의 온도 : 101.0℃- 물의 최초온도 : 22.8℃시간(초)*************5404550물(℃)22.823.423.924.424.925.526.126.927.427.627.*************.128.128.1- 시간당 온도변화< 전형적인 온도 - 시간 그래프 >◆ 측정결과? 실험?-? 측정결과- 구리조각의 무게 : 91.30g- 보온병의 무게 : 300g (화학저울의 측량범위를 초과하여 가정하였음)- 보온병 + 에탄올의 무게 : 400g- 끓는 물의 온도 : 92.5℃- 에탄올의 최초온도 : 21.5℃시간(초)*************5404550에탄올(℃)21.523.123.924.425.125.826.126.526.927.227.65560657027.928.328.528.5- 시간당 온도변화? 실험?-? 측정결과- 구리조각의 무게 : 89.80g- 플라스틱 컵의 무게 : 24.31g- 플라스틱 컵 + 에탄올의 무게 : 124.32g- 끓는 물의 온도 : 106.0℃- 에탄올의 최초온도 : 21.1℃- 시간당 온도변화시간(초)*************5404550에탄올(℃)21.123.924.625.125.626.126.627.027.427.828.35560657028.428.528.628.7< 전형적인 온도 - 시간 그래프 >◆ 실험결과? 실험?-? 결과 값 계산? 물의 무게 : 100g? 물의 최대 온도 : 27.5℃? 물이 얻은 열량(?Hw) : 1.00 cal/g?℃x100gx(27.5?22.5)℃ = 500cal? 구리가 잃은 열량(?Hcu) : 0.0921cal/g·℃x91.3gx(100.4?27.5)℃= 612.996cal? 열량계가 얻은 열량(?Hc) : (?Hc) = (?Hcu) ? (?Hw)= 612.996cal ? 500 cal = 112.996cal? 열량계의 열용량(?Cp) : 112.996 cal ÷ (27.5 ? 25.5)℃ = 12.60cal/℃? 실험?-? 결과 값 계산? 물의 무게 : 100.01g? 물의 최대 온도 : 28.1℃? 물이 얻은 열량(?Hw) : 1.00 cal/g?℃x100.01gx(28.1?22.8)℃ = 530cal? 구리가 잃은 열량(?Hcu) : 0.0921cal/g·℃x89.80gx(101.0?28.1)℃= 602.933cal? 열량계가 얻은 열량(?Hc) : (?Hc) = (?Hcu) ? (?Hw)= 602.933cal ? 530cal = 72.933cal? 열량계의 열용량(?Cp) : 72.933cal ÷ (28.1 ? 22.8)℃ = 13.76cal/℃? 실험?-? 결과 값 계산? 에탄올의 무게 : 100g? 에탄올의 최대 온도 : 27.6℃? 에탄올이 얻은 열량(?Heth) : ⓔ cal/g?℃x100gx(28.5?21.5)℃ = 700ⓔcal? 구리가 잃은 열량(?Hcu) : 0.0921cal/g·℃x91.30gx(92.5?28.5)℃= 538.16cal? 열량계가 얻은 열량(?Hc) : 12.60cal/℃x(28.5?21.5)℃ = 88.1944cal? 측정된 에탄올의 비열(ⓔ) : 538.16cal ? 700ⓔ cal = 88.1944cal∴ ⓔ = 0.642cal/g?℃ (실제 에탄올 비열 : 0.587cal/g?℃)? 실험?-? 결과 값 계산? 에탄올의 무게 : 100.05g? 에탄올의 최대 온도 : 28.7℃? 에탄올이 얻은 열량(?Heth) : ⓔ cal/g?℃x100.05gx(28.7?21.1)℃ = 760.42ⓔ cal? 구리가 잃은 열량(?Hcu) : 0.0921cal/g·℃x89.80gx(106?28.7)℃= 639.32cal? 열량계가 얻은 열량(?Hc) : 13.76cal/℃x(28.7?21.1)℃ = 104.58cal? 측정된 에탄올의 비열(ⓔ) : 639.32cal ? 760.42ⓔ cal = 104.58cal∴ ⓔ = 0.703cal/g?℃ (실제 에탄올 비열 : 0.587cal/g?℃)◆ 결과분석? 오차요인- 온도측정 시 온도계의 온도감지부분이 바닥이나 구리조각에 닿았다.- 구리조각을 끓는물에서 꺼내 열량계로 옮기는 과정에서 표면에 물방울이 묻어있었다.- 열량계의 단열효과가 확실하지 못했기 때문에 열손실이 발생했다.- 에탄올실험의 경우 실험과정에서 쉽게 증발되어 오차가 발생했다.- 온도측정시 젓개를 사용하지 않아 용액내 온도차이가 발생할 수 있다.- 사용한 구리조각의 순도가 떨어지므로 오차가 발생했다.- 실험실 환경이 실험에 적합한 환경(STP)에 미치지 못한다.? 고 찰- 온도측정그래프에서 물보다 에탄올의 온도변화가 급격하게 나타나므로 에탄올의 비열이 물의 비열보다 낮다는 사실을 알아낼 수 있다.- 왜 에탄올의 비열이 물보다 낮게 측정되는가?아마도 수소결합에 따른 인력의 차이로 나타나는 것이라 생각할 수 있다. 물의 화학식은 H20인데 산소부분이 - 수소부분이 + 의 전하를 띄게 되어 두 원자 사이에 정전기적인 인력이 발생하는 것을 수소결합이라 한다. 즉 H20에서 산소가 다른 H20의 수소를 끌어당기는 것이다. 그리고 상대적으로 분자의 크기가 작고 또한 여러 방향으로 수소결합이 가능하기 때문에 수소결합력이 크게 나타나서 비열이 크게 나타난다. 그러나 에탄올의 경우 화학식이 C2H5OH이므로 끝의 OH가 수소결합에 관여하게 되는데 물보다 분자량이 훨씬 큰데도 불구하고 C2H5OH의 분자크기 때문에 수소결합의 세기를 감소시키는 요인이 작용하여 물보다 비열이 낮게 측정되는 것이다.
산-염기 적정적정법의 원리를 이해하고 실제적인 실험법을 배운다.실 험 목 적농도를 알고 있는 용액(표준용액)을 이용하여 미지 용액의 농도를 계산하는 방법실험기구 및 시약비커 삼각플라스크 뷰렛(50mL) 뷰렛집게 스탠드 피펫(10mL) 필러 가열판0.1M Na2CO3 표준용액 0.1M HCl 미지농도의 NaOH 용액 증류수 페놀프탈레인 메틸 오렌지시 약 제 조 법1% 페놀프탈레인 시약 100mL 100% 페놀프탈레인 분말 1g을 50ml의 에탄올에 먼저 용해시킨다. 여기에 증류수 50ml를 더 첨가하여 1% 페놀프탈레인 시약을 만든다.변색범위(pH8.3~10.0) 산성 – 중성 - ---------- – 염기성 무색 – 무색 - (변색역) - 붉은색-100% 메틸오렌지 분말 0.1g을 100mL의 증류수에 가열하며 용해시켜 0.1% 메틸 오렌지 시약을 만든다. -100mL에 맞추기 위해 분말을 녹이면서 증류수를 조금씩 넣어준다.시 약 제 조 법0.1% 메틸오렌지 시약 100mL변색범위(pH3.1~4.4) 산성 – -------------- - 중성 - 염기성 붉은색 – (변색역) - 주황색 - 노란색0.1M HCl 표준용액 500ml -35% HCl의 비중 : 1.13g/ml HCl의 분자량 : 36.5g/mol -35%의 HCl 몰농도 1130(g)/1(L)×1(mol)/36.5(g)×35/100 ≒10.84(mol/L) -중화 적정 공식 →MA × VA = MT × VT표 준 용 액 제 조 법앞의 공식을 이용하여 필요한 HCl의 양을 구하면 10.84 × V = 0.1 × 500 V = 4.6125(ml) ①500ml 부피플라스크에 증류수를 반정도 채운다. ②4.6125ml의 HCl을 부피플라스크에 넣고 잘 섞은 다음 증류수를 500ml까지 채운다.0.1M Na2CO3 표준용액 100mL -몰농도(M) = 용질의 몰수(mol)/용액의 부피(l) Na2CO3 분자량 : 36.5 g/mol 0.1M Na2CO3 100ml 만들기 위해 필요한 Na2CO3 의 양은? 0.1(M)=w(g)/106(g/mol)×1/100mL×1000mL/1L w = 1.06g표 준 용 액 제 조 법① Na2CO3 1.06g을 덜어낸다 ② 비커에서 Na2CO3 가루를 유리막대를 이용 해 완전히 녹인다 ③ 메스플라스크에 옮길 때는 비커로 여러 번 넣어 천천히 100mL에 맞춘다.뷰렛의 사용법뷰렛? 적정 따위에서 액체의 부피를 측정하는 데 쓰는 실험 기구. 정확히 읽기 위해서는 액체의 높이와 눈의 높이를 같게 해야 한다.피펫 사용법피펫? 부피 분석에 쓰는 흡액 유리관. 일정한 부피의 액체를 정확히 잴 수 있다. 상단에서 시약을 빨아올린다.1. 뷰렛을 깨끗이 씻은 다음 증류수로 다시 씻는다. 2. 0.1M HCl 용액 10mL로 세 번쯤 씻어낸다.실험방법 1.0.1M HCl 용액의 표준화3.뷰렛에 HCl 용액을 끝 눈금이 약간 넘어설 정도로 채운다.4.뷰렛의 콕크를 잠깐동안 열어서 콕크 아랫 부분에 남아있는 공기를 밀어낸 후 콕크를 잠근다.5. 잠시 기다려서 메니스커스의 위치가 이동하지 않고 고정되었을 때의 뷰렛의 눈금을 읽고 기록한다.실험방법 1. 0.1M HCl 용액의 표준화6.0.1M Na2CO3 용액 10mL를 피펫으로 취한 후 삼각 플라스크에 옮긴 다음 페놀프탈레인 2~3방울을 가한다.7.이 일차 표준용액을 0.1M HCl 용액으로 적정한다.실험방법 1.0.1M HCl 용액의 표준화10. 이 용액을 조심스럽게 2~3분간 끓여서 CO2를 제거한다.8.종말점이 가까워지면 1방울씩 천천히 넣어주어야 하며 붉은 색이 무색이 될때가 1차 종말점이다. CO32-+H+→HCO3-이 때 용액은 노란 색이 된다.실험방법 1.0.1M HCl 용액의 표준화11. 찬물로 냉각시킨다. 12. HCl 용액으로 주황색이 될 때까지 적정한다. 이 때가 2차 종말점이다. HCO3-+H+→H2O+CO2 13. 이상의 실험을 2회 반복하여 평균값을 구한다.측 정 결 과1차 종말점2차 종말점소비된 HCl 부피1회0.9ml11.5ml21.2ml23.6 ml22.7 ml2회23.6ml34.3ml43.8ml44.6 ml21 ml3회25.2ml35.2ml45.5ml46.6 ml21.4 ml평균21.7 ml1차 종말점2차 종말점소비된 HCl 부피1회1.2ml11.6ml20.6ml21.8 ml20.6 ml2회4.0ml14.6ml23.1ml23.7ml19.7ml평균20.15 ml성욱팀오국팀붉은색 → 무색노란색 → 주황색표준화를 위해 취한 탄산나트륨 용액의 부피 10mL 소비된 염산용액의 평균 부피 21.70 mL 20.15 mL 표준화된 염산용액의 평균 농도 2×0.1M×10mL=1×MHCl×21.7mL ∴MHCl=0.092M 2×0.1M×10mL=1×MHCl×20.15mL ∴MHCl=0.099M실 험 결 과1.농도를 모르는 NaOH 용액 5mL를 피펫으로 정확히 취한 후 삼각 플라스크에 옮겨 넣는다.2.이 용액에 페놀프탈레인 지시약을 2~3방울 가한다. 이 때 용액의 색깔은 분홍빛을 띤다.3.뷰렛에 표준화된 0.1M HCl용액을 넣은 후 실험1에서와 같은 방법으로 뷰렛의 눈금을 맞춘다. 4.삼각 플라스크에 있는 NaOH용액을 잘 흔들어 주면서 뷰렛에 있는 HCl용액을 가하기 시작한다. 5.연한 핑크색이 없어지면 적정을 중지한다. 6.2회 이상 반복하여 구한 평균값으로 NaOH용액의 농도를 결정한다. HCl + NaOH → NaCl + H2O실험방법 2. NaOH 용액의 농도 결정측 정 결 과종말점소비된 HCl 부피1회24.4 ml28.7 ml4.3 ml2회28.7 ml33.7 ml5.0 ml3회33.7 ml38.6 ml4.9 ml평균4.733… ml종말점소비된 HCl 부피1회21.8 ml26.6 ml4.8 ml2회23.7 ml28.8 ml5.1 ml3회26.6 ml32.0 ml5.4 ml평균5.1 ml성욱팀오국팀붉은색 → 무색취한 NaOH 용액의 부피 5 mL 소비된 0.1M HCl 표준용액의 평균 부피 4.7 mL 5.1 mL NaOH 용액의 평균 농도 (중화적정공식 이용) 0.092M×4.7mL = MNaOH×5mL ∴MNaOH =0.086M 0.099M×5.1mL = MNaOH×5mL ∴MNaOH =1.009M실 험 결 과1. 뷰렛을 깨끗이 씻어 유리 표면에 달라 붙은 물방울로 인한 부피 측정의 오차를 줄인다. 2. 염산 용액은 일차 표준물질인 탄산나트륨으로 표준화한다. 3. 적정 초기에는 비교적 빠르게 가해도 좋으나 당량점이 가까워지면 1방울씩 천천히 색깔 변화를 확인하며 가해 주어야 한다. 당량점에 도달하기 전에는 색깔이 생겨도 흔들어 주면 없어지나 당량점을 지나면 흔들어도 색깔이 없어지지 않는다.4. 만일 당량점이 지났을 경우에는 1mL의 NaOH를 삼각 플라스크에 첨가하고 다시 적정을 하여 새로운 당량점을 구하면 된다. 5. 가열 교반기가 없을 경우에는 용액이 잘 섞이도록 플라스크를 잘 흔들어 주어야 한다.감 사 합 니 다{nameOfApplication=Show}
반응열과 Hess의 법칙실 험 목 적NaOH와 HCl의 중화반응을 이용하여 반응 전후의 상태를 같게 하고 경로를 다르게 한 후, NaOH(s)의 용해열, NaOH(s)와 HCl 용액의 반응열, NaOH 용액과 HCl 용액의 중화열을 측정하여 Hess의 법칙을 확인해 보자!화학반응에서 생기는 총 열량은 중간 경로에 관계없이 반응의 처음과 마지막 상태에 따라서 결정된다는 법칙처음 상태나중 상태중간 상태ΔH2ΔH3ΔH1∴ ΔH1 = ΔH2 + ΔH3실험기구 및 시약삼각 플라스크 비 커 스티로폼 보온대 메스 실린더 온도계 저 울 고무마개 약스푼0.1 M NaOH 0.1 M HCl 0.05 M HCl NaOH시 약 제 조 법0.1M NaOH 수용액 100ml 제조법 - NaOH의 분자량 40g/mol 0.1 M이 될려면 4g이 필요한데 100ml의 0.1 M NaOH수용액을 만들기 위해서는 0.4g이 필요함시 약 제 조 법0.1M HCl 수용액 100ml 제조법 0.05M HCl 수용액 100ml 제조법 HCl 분자량 35.45g/mol HCl 농도 36.5% HCl 밀도 1.2g/cm31. 플라스크의 무게측정 2. 플라스크를 보온재로 보온한다 3. 0.05M 염산용액 200ml를 넣은 다음 온도를 측정 4. 약0.4g 고체 NaOH를 플라스크에 넣고 잘 녹인다 5. 용액의 최고온도를 측정 6. 플라스크와 용액의 무게를 측정 7. 반응의 반응열(ΔH1)을 구한다1. 플라스크의 무게측정 2. 플라스크를 보온재로 보온한다 3. 증류수 200ml를 넣은 다음 온도를 측정 4. 약0.4g 고체 NaOH를 플라스크에 넣고 잘 녹인다 5. 용액의 최고온도를 측정 6. 플라스크와 용액의 무게를 측정 7. 반응의 반응열(ΔH2)을 구한다1. 플라스크의 무게측정 2. 플라스크를 보온재로 보온한 다음 0.1M HCl 수용액 100ml를 넣는다 3. 메스 실린더에 0.1M의 NaOH 수용액 100ml를 넣는다 4. 두 용액의 평균온도를 기록한다 5. NaOH 수용액을 HCl 수용액에 넣고 상승한 최고온도를 기록한다 7. 반응의 반응열(ΔH3)을 구한다측 정 결 과측정 내용D a t a삼각 플라스크 무게103.86 g고체 NaOH의 무게0.4 g중화된 용액의 무게189.61g염산 용액의 무게25.7 ℃중화된 용액의 최고온도27.2 ℃반응 (1)의 반응열측 정 결 과측정 내용D a t a삼각 플라스크 무게103.86 g고체 NaOH 의 무게0.4 gNaOH 용액의 무게204.36 g증류수의 온도25.5 ℃NaOH 용액의 최고 온도26.7 ℃반응 (2)의 반응열측 정 결 과측정 내용D a t a삼각 플라스크 무게103.86 g중화된 용액의 무게186.73 gHCl 용액과 NaOH 용액의 평균 온도26.1 ℃중화된 용액의 최고온도27.7 ℃반응 (3)의 반응열반응열 구하는 방법ΔH = ms ×ΔT×4.18(J/g·K) + mf ×ΔT ×0.85(J/g·K) ms : 용액의 질량 mf : 플라스크의 질량 묽은 수용액의 비열 : 4.18(J/g·K) 유리의 비열 : 0.85(J/g·K)실 험 결 과도출 내용D a t a상승된 온도 ΔT1.5 K용액에 의해 흡수된 열량1188.8547 J플라스크에 의해 흡수된 열량132.42074 J반응(1)에서 방출된 열량1321.2754 JNaOH 1몰당 반응열 ΔH1132.13 kJ/mol반응 (1)의 반응열실 험 결 과도출 내용D a t a상승된 온도 ΔT1.2 K용액에 의해 흡수된 열량1025.0768 J플라스크에 의해 흡수된 열량105.9366 J반응(2)에서 방출된 열량1131.0134 JNaOH 1몰당 반응열 ΔH2113.10 kJ/mol반응 (2)의 반응열실 험 결 과도출 내용D a t a상승된 온도 ΔT1.6 K용액에 의해 흡수된 열량1248.8181 J플라스크에 의해 흡수된 열량141.2488 J반응(3)에서 방출된 열량1390.0669 JNaOH 1몰당 반응열 ΔH313.90 kJ/mol반응 (3)의 반응열ΔH1 = ΔH2 + ΔH3 132.13 = 113.10 + 13.90 = 127.00 (+5.13) Hess의 법칙과 비교해 볼 때, 5.13 kJ/mol 이라는 오차값 발생!- 보온재의 미흡함으로 인하여 공기중으로 흘러나간 열량 용액을 옮겨 담을 때 발생한 Loss NaOH가 공기중에서 흡수한 수분 플라스크 속 용액이 잘 섞이지 않았을 경우 발생할 수 있는 오차 - 실험실 저울의 비 정확성실험결과에 대한 고찰오차값이 존재하지만 근사한 값으로 Hess의 법칙이 성립함을 실험을 통해 알 수 있었다 엔탈피가 반응경로와는 무관한 상태함수란 것도 실험을 통하여 알 수 있었다 반응열이란 것은 반응물질과 생성물질에 저장된 열량이 다르기 때문에 발생한다는 것을 알게 되었다.감 사 합 니 다{nameOfApplication=Show}