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[일반화학 실험] 수소이야기

화학 실험 보고서수소이야기소 속 : 공과대학교학 번 : 2002-12142이 름 : 오주영 (11조)담당교수 :담당조교 : 김형은제출일 3.271. Abstract1) 실험 목적수소의 발생 원리를 이해하고 수소를 발생시켜본다. 그리고 수소의 성질중 하나인 폭 명성에 대하여 이해하고 직접 확인해 본다.원소의 선스펙트럼에서 원자의 전자 상태의 양자화와 분광학의 원리를 배운다.2) 실험 원리1 수소의 발생과 폭명성 : 지구 상에는 순수한 수소는 거의 존재 하지 않는다. 수소 는 가볍기 때문에 지구의 속도 때문에 대부분 우주로 흩어졌다. 그래서 지구에 존재 하는 대부분의 수소는 거의 화합물로 존재한다. 그중 대부분은 물로 존재한다. 하지 만 물은 분해 하기가 까다롭다. 그래서 다른 수소 화합물에 원소간의 전기 음성도 차이에 의한 반응성 차이를 이용해서 수소를 분해한다.2 수소와 헬륨의 선스펙트럼 : 원자를 구성하는 전자의 에너지는 불연속적인 에너지 구조를 가지게 된다. 저자가 높은 에저지 준위에서 낮은 에너지 준위로 떨어지게 되 면 두 에너지 준위차이에 의해서 결정되는 특별한 진동수를 가진 빚을 방출한다. 이 빛을 분광기로 관측하면 불연속적인 스펙트럼을 관찰 할 수 있다.3) 실험 방법1 수소의 발생과 폭명성 : 먼저 시험관 3개를 준비한 다음 각각의 시험관에 아연, 납, 구리를 넣고 HCl을 넣은다음 관찰, 그다음은 HCl에 아연을 넣고 나오는 수소기체를 풍선에 모은 다음 불을 붙인다.2 수소와 헬륨의 선 스펙트럼 : 수소를 방전기와 헬륨 방전기에서 나오는 빛을 분광 기로 관찰평가 : 실험 방법과 절차도 간편하고 정확하였고 결과도 예상대로 나왔다.2. Data & Result1) 수소의 발생{아연납구리격렬히반응기포가 많이 발생조금씩 반응기포가 조금씩 발생반응 하지 않음Zn + 2HCl ⇒ ZnCl + H2Pb + 4HCl ⇒ PbCl4 + 2H2Cu + HCl ⇒ 없음2) 수소의 폭명성펑 소리를 내며 폭발하였다.풍선에 기체가 모일 때 : 2HCl + Zn ⇒ ZnCl2 + H2폭발할 때 : 2H2 + O2 ⇒ 2H2O3) 조교시범 실험HCl + 증류수에 나프탈렌을 넣었을 때 떠오르지 않다가 아연을 집어 넣자 기포가 발생 하며 나프탈렌이 떠 올랐다.2HCl + Zn ⇒ ZnCl2 + H24) 수소와 헬륨의 선 스펙트럼1 수소⊙ 실제값보라 남색 파랑 빨강 단위 ({eta m){0 100 200 300 400 500 600 700 800 900{{{{410.2 434.2 486.3 656.5⊙ 관찰값보라 파랑 하늘 빨강{0 100 200 300 400 500 600 700 800 900{{{{2 헬륨{0 100 200 300 400 500 600 700 800 900{{{{3. Discussion수소발생실험에서 모두 HCl을 사용 하였고 아연등의 금속을 사용하였다. HCl에 금속을 넣었을 때 아연 납 등의 금속은 기포가 발생 하였지만 구리는 발생 하지 않았다. 이것은 반응성에 기인 하는 것으로 아연과 납이 수소보다 반응성이 크기 때문에, 즉 이온화 경향 이 크기 때문에 수소대신에 Cl과 결합하고 수소가 수소 분자로 되기 때문에 기포가 발생 하는 것이다. 하지만 아연이 납보다 활발히 반응 하는 것으로 보아 아연이 납보다 이온화 경향이 크다. 조교님이 보여주신 실험도 이것과 마찬가지의 원리를 이용하는 것이다. 또 수소의 폭명성은 수소가 양성자 하나와 전자 하나로 이루어진 radical이기 때문에 기회만 있으면 다른 radical과 화학 결합을 이루려고 하는 반응성이 높은 화학종이기 때문에 불로 자극을 해주자 폭발하면서 물을 만들어 낸것이다.수소와 헬륨의 선스펙트럼을 관찰해서 위와 같은 데이터가 나왔다. 수소와 헬륨의 선스펙 트럼을 비교해보면 수소에는 노란색이 없는데 헬륨에는 노란색이 있다. 이렇듯 각 원소에 따라 선스펙트럼은 달라진다. 선스펙트럼은 원자를 구성하는 전자의 에너지 준위차이가 있기 때문에 그 준위차이에 따라 경정되는 특별한 진동수를 가진 빛을 발함으로서 나타나 는 것이다. 그래서 원소마다 에너지준위 차가 다르기 때문에 원소마다 선스펙트럼이 다르 다.선스펙트럼을 구하는 실험을 하면서 분광기의 부정교함 때문인지 선스펙트럼을 정확하게 측정할 수 없었다. 데이터에 대한 불신감에 실제 선스펙트럼을 찾아보니 역시 간격에 문 제가 있었다.(조교님 죄송합니다. 수소밖에 실제값을 알아낼 수 없었습니다. 헬륨도 찾아 보려고 무진장 노력 했는데 못찾았습니다...)그리고 보라색은 정말 어렵게 찾아 냈다. 아마 도 대부분 못찾았으리라고 생각된다. 내생각에는 조금 어렵더라도 필름을 이용해서 측정 했더라면 조금더 정확하게 측정 할 수 있었으리라는 생각이 든다.

공학/기술| 2002.12.04| 4페이지| 1,000원| 조회(472)

수소, 이야기, 수소 이야기

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[일반물리 실험] 용수철 흔들이의 운동 평가B괜찮아요

물리 실험 보고서제목 : 용수철 흔들이의 운동학 과 : 공과대학학 번 : 2002-12142이 름 : 오주영(7조)조 교 : 김 헌 성담당교수 : 송 희 성제출일 : 6.101. Abstract(1) 실험 목적평형 상태를 갖는 모든 계는 작은 변화에 대하여 되돌이 특성을 갖는다. 역학 계에서 의 되돌이 특성은 되돌이 힘으로 나타난다. 특히 평형 상태로부터의 변화가 아주 작을 때는 되돌이 힘의 크기는 변화의 정도에 비례한다. 또, 역학 계는 운동 상태를 그대로 유지하려는 관성도 가지고 있다. 이 되돌이 힘과 관성이 함께 나타날 때 계는 홑어울 림 운동을 하게 된다. 용수철에 매달린 물체, 흔들이, LC 전기 흐름길, 고체 물질이나 분자 내에서의 원자의 떨기 등 많은 물리 계에서 홑어울림 운동이 나타나며, 따라서 물리학에서 홑어울림 운동은 매우 중요시되고 있다.홑어울림 운동을 하는 대부분의 역학 계는 평형 상태로부터의 변화가 아주 커지면 되 돌이 힘이 더 이상 변화량에 비례하지 않고 비선형 효과가 나타난다. 홑어울림 운동의 결합 방식과 비선형 효과에 대해서도 공부한다.(2) 실험 원리먼저 중력하에서 용수철에 매달린 물체의 상하운동을 살펴본다. 중력가속도를 g, 용수 철상수를 k, 물체의 질량을 M, 늘어난 길이를 x 라고 하면 용수철이 물체에 미치는 되돌이힘은 -kx 이고, 물체에 가해진 알짜힘은{f = Mg - kx(1)로, 운동법칙으로부터{M {d^2 x} over dt^2 = - k(x - Mg over k )(2)를 얻는다. 이 미분방정식의 일반해는{x = xmcos(ωt + φ) + Mg over k(3)로, 여기서 각속도 ω와 주기 T 는 각각{ω=root {k over M}(4a){T = 2π root { M over k }(4b)이고, 진폭 xm 과 위상 φ는 초기조건{x_(t=0) = xm cosφ + Mg over k(5){v_(t=0) = xm ω sinφ(6)로부터 정해진다.그러나 이상의 결과는 용수철의 질량을 무시하고 또, 용수철에 매달린 물체를 질점으 로 간주할 경우에 적용된다. 그렇지 않다면, 용수철의 질량의 영향은 다음과 같이 다 룰 수 있다. 질량이 m 인 균일한 용수철을 생각하면 질량 M 인 추를 수직으로 매달 았을 때 용수철의 늘어난 길이는 위치에 따라 달라져{x(y) = g over k [M + m(L-y) over L ](7)이고 여기서 k, L, y 는 각각 중력이 없었을 때의 용수철상수, 용수철의 길이, 용수철 을 매단 곳으로부터의 거리이다. 윗 식은 마치 질량은 없으나 위치에 따라 용수철상수 가 변하는 용수철의 경우로 간주할 수 있다. 즉, 이 가상적인 용수철의 용수철상수는{k'(y) = kM over { M + m(L-y) over L }(8)라고 할 수 있다. 또, 이 용수철의 평균 용수철상수는{k_AV =& 1over L integral from 0 to L k'(y)dy #= & kM over L integral from 0 to L dy over { M + m(L-y) over L } #= & k M over m ln (1 + m over M )(9)이고, {m < M인 경우에는 윗식은{k_AV `≒ `k[1 - m over 2M ](10)로 근사되고, 따라서 질량이 {m인 용수철에 수직으로 매달린 질량 {M인 추의 각진 동수와 주기도 각각{ω ≒ root { k_ AV over M } ≒ root { k over {M + m/2} }(11a){T ≒ 2π root { {M + m/2} over k }(11b)이 되어, 추의 질량 M 에의 의존도가 약간 달라짐을 알 수 있다.한편 길이 l 이 일정한 흔들이의 경우 수직방향으로부터 각도 θ만큼 기울어진 질량 M 인 추의 되돌이힘은{f = - Mgsinθ(12)로서 반지름이 l 인 원호의 접선방향이다. 각도 θ가 작을(θ

공학/기술| 2002.12.04| 7페이지| 1,000원| 조회(544)

용수철, 용수철 흔들이의 운동, 흔들이

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[화학실험] Ascorbic acid의 분자량 결정

화학 실험 보고서Ascorbic acid의 분자량소 속 : 공과대학교학 번 : 2002-12142이 름 : 오주영 (11조)담당교수 : 서정쌍담당조교 : 김형은제출일 4.171. Abstract(1) 실험 목적기체로 변화시켜서 분자량을 구하기 어려운 에탄올, 아세트산, 설탕등의 실온에서 액체 나 고체인 물질을 어는점 내림을 통해 분자량을 알아내고 소금이 전해질이라는 것을 알아본다.(2) 실험 원리물은 섭씨 0도에서 얼고 녹는다. 그런데 기온이 0도 이하인 추운 겨울날 길에 염화칼 슘을 뿌리면 얼음이 녹는 것을 보아 알 수 있듯이 용액의 어는점은 순수한 물의 어는 점보다 낮다. 그런데 이 어는점 내림의 정도는 일정한 양의 물에 설탕이나 염소 이온 이나 칼슘 이온이나 간에 몇 개의 입자가 녹아 있는지에 달려있다. 즉, C3H4O3이라는 화합물이 있다고 할 때 이 화합물 8.8 g이 물 1 kg에 녹아있는 용액은 영하 0.19도에 서 언다. 즉 어는점 내림은 0.19이다. 그런데 C3H4O3에 비해 분자량이 두 배인 C6H8O6라는 화합물 17.6 g(8.8 g의 두 배)이 물 1 kg에 녹아있는 용액의 어는점 내림 도 같은 0.19이다. 이런 원리를 이용하면 일정한 용액에 녹아있는 물질의 무게와 어는 점 내림으로부터 분자량을 측정할 수 있게 된다.(3) 실험 방법실험 A모르는 샘플 A, B를 받아서 유리 바이알에 1.00g씩 취한 다음 5.0ml 증류수를 가하 여 녹인다. 또 다른 바이알에 증류수를 5.0ml 담는다. 그다음 스티로폼 컵에 250 ml 비이커를 담고, 충분한 양의 얼음과 소금을 넣는다. 온도계를 비이커에 넣어, 비이커 내부의 온도가 실험 도중 충분히 낮게 유지되는지 수시로 확인한다. 시험관에 증류 수 4ml를 취하여 담고 젓개를 끼운 온도계를 시험관 안 용액에 충분히 잠기도록 장 치한다. 이 시험관이 얼음물에 충분히 잠기도록 장치한 다음, 온도가 내려가서 +2도 가 된 다음부터 10초간격으로 온도를 기록한다. 이때 과냉각을 방지하기 위해 계속 젓개를 움직여 주어야 한다. 10분 동안 10초 간격으로 온도를 읽고 기록한다. 모르 는 A,B도 이와같이 실험한다.실험 B비타민 C 용액과 똑같은 농도의 소금 용액 5ml를 만들어 바이알에 담는다. 그 다음 시험관에 소금 용액 4ml를 취하여 담고 온도계와 젓개를 꽂은 뒤, 얼음물 속에 잠기 도록 장치한다. 젓 개로 저어주면서 10 초 간격으로 온도를 기록한다. 10 분동안 기 록 한다.※ 유의 사항 : 과냉각에 의하여, 온도가 떨어졌다가 얼기 시작하면서 온도가 약간 올 라간 다음 한동안 그대로 유지된다. 이 때, 다시 올라간 온도를 어는점으로 취한 다.2. Data & Result1 실험 A{시간(s)A(℃)B(℃)시간(s)A(℃)B(℃)시간A(℃)B(℃)101.751.8210-0.5-0.45410-1.5-1.1201.651.5220-0.5-0.5420-1.5-1.15301.451.45230-0.65-0.6430-1.5-1.05401.351.3240-0.7-0.65440-1.5-1501.151.2250-0.85-0.7450-1.5-1601.11.15260-0.95-0.75460-1.5-1700.851.05270-1.05-0.8470-1.5-1800.71280-1.15-0.8480-1.5-1.05900.61290-1.15-0.8490-1.5-1.11000.451300-1.2-0.8500-1.45-1.11100.350.9310-1.25-0.85510-1.45-1.151200.20.75320-1.25-0.95520-1.5-1.151300.10.55330-1.25-0.95530-1.5-1.1514000.35340-1.3-1540-1.5-1.15150-0.10.2350-1.35-1550-1.5-1.15160-0.20.1360-1.35-1.05560-1.45-1.1170-0.3-0.05370-1.4-1.1570-1.45-1.1180-0.35-0.15380-1.45-1.15580-1.4-1.05190-0.45-0.25390-1.45-1.15590-1.4-1.05200-0.45-0.35400-1.5-1.1600-1.35-1.05{주의사항을 잘보고 그래프를 분석하면Sample A 의 어는점 : -1.5Sample B 의 어는점 : -1 이라고 할 수 있다.{DELTA {T }_{f } {}={}{K}_{f} CDOT m({{K}_{f}: 몰랄 내림 상수, m : 몰랄 농도)를 사용하면물의몰랄 내림 상수: 1.86Sample A : 1.5 = 1.86 * (200g / 분자량)분자량 : 248 g/molSample B : 1 = 1.86 * (200g / 분자량)분자량 : 372 g/molAscorbic acid 의 분자량은 176.1이고 설탕의 분자량은 342.3이다.그런데 위에서 구한 값으로는 이것에 일치하는 것이 없다. 그래도 비교적 가까운 것 을 짝지으면 Sample A가 Ascorbic acid이고 Sample B가 설탕이라고 할 수 있다.2 실험 B{{시간(s)소금물 온도(℃)시간(s)소금물 온도(℃)시간(s)소금물 온도(℃)100.8210-3.7410-4.420-1220-3.75420-4.430-2.1230-3.85430-4.4540-3.1240-4.05440-4.4550-3.8250-4.15450-4.4560-4.3260-4.2460-4.4570-4.7270-4.35470-4.4580-4.1280-4.4480-4.590-3.7290-4.4490-4.5100-3.6300-4.4500-4.55110-3.5310-4.45510-4.55120-3.5320-4.5520-4.6130-3.5330-4.5530-4.6140-3.5340-4.5540-4.65150-3.5350-4.55550-4.7160-3.5360-4.6560-4.7170-3.6370-4.55570-4.75180-3.6380-4.45580-4.8190-3.65390-4.4590-4.8200-3.7400-4.4600-4.85소금의 양 : 0.33g소금물의 어는점 내림 : 3.5℃실제 Ascorbic acid의 어는점 내림 : 2.11 ℃나누면 3.5 / 2.11 ≒ 1.7 이다. 이론상으로는 2가 되어야 하지만 1.7이라는 값이 나왔으므로 위 실험 결과로는 NaCl이 몇 개의 이온으로 전리되는지는 정확하게는 알 수 없지만 대충 2개로 전리된다는 결론을 내릴 수 있다.{3. Discussion용액의 어는점이 낮아지는 이유는 옆의 용액의 증기 압력 곡선에서와 같이 삼중점에서 순수한 액체 용매의 증기 압력과 순수한 고체 용매의 증기 압력이 같으며, 용액의 증기 압력은 이보다 낮다. 그러므로 온도를 그림의 {{T}_{f{} '}로 내려야 용액의 증기 압력이 순수 고체 용매의 증기 압력과 같아져 결정이 생기게되어 어는점이 낮아지는 것이다.순수한 용매의 어는점과 용액의 어는점 차이{Delta{T}_{f}를 어는점 내림이라고 하는데 용액의 어는점 내림은 밑의 식과 같이 그 용액의 몰랄 농도에 비례한다.{Delta{T}_{f}={K}_{f} CDOT m({{K}_{f}: 몰랄 내림 상수)여기서 몰랄 내림상수라는 것은 몰랄 농도와 어는점 내림의 비례 상수인데 이것은 용매 만의 성질이며 용질에 따라서는 변하지 않는 수이다. 몇 가지 예를 들면아세트산 : 3.9, 벤젠 : 5.12, 나프탈렌 : 6.8, 물 : 1.86 등이다.또 어는점 내림은 용액 중의 이온 수와 이온화되지 못한 입자의 총 수에 비례한다. 위의 예를 들면 Ascorbic acid 는 이온화하지 않기 때문에 물에 녹아도 입자수가 같다. 하지 만 NaCl은 물에 녹으면 이온화한다. {NaCl{}RARROW {} {Na }^{+ }{}+{Cl}^{-}로 되기 때문에 입자수가 2 배가된다. 그러므로 같은 농도이지만 어는점 내림의 효과는 2 배가되는 것이다.위 실험에서는 정확한 실험값을 구하지 못했다. 정확하게 구하지 못한 모든 이유는 열 이 외부에서 들어 왔기 때문이다. 실험 모두 예상보다 어는점이 높았기 때문에 이론값 보다 모두 작게 나왔었다. 결국 열 차단이 관건이었다. 하지만 실험 할 때 온도계를 스 티로폼 용기에 2개를 넣어야 했는데 스티로폼 뚜껑의 구멍이 하나 밖에 없었기 때문 에 뚜껑도 닫을 수 없었다. 결국 이번 실험과 같은 부정확한 결과는 필연이라고 밖에 할 수 없었다. 이런 작은 부분부터 좀 더 세밀하게 신경을 써야할 필요가 있다.

공학/기술| 2002.12.04| 6페이지| 1,000원| 조회(493)

비타민, 분자량, Ascorbic acid

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[화학실험] 이산화탄소의 분자량

화학 실험 보고서이산화 탄소의 분자량소 속 : 공과대학교학 번 : 2002-12142이 름 : 오주영 (11조)담당교수 : 서정쌍담당조교 : 김형은제출일 4.101. Abstract(1) 실험 목적이산화탄소의 삼중점을 관찰하고 이산화탄소의 분자량을 측정해 본다. 이를 통해 이 산화 탄소의 상태변화의 특징을 알며, 기체에 대한 성질을 이해한다.(2) 실험 원리드라이 아이스는 일반적인 상황에서는 기체로 승화 하게된다. 하지만 밀폐된 공간에서 드라이 아이스를 넣어두면 내부압력이 점점 커지게 되면서 점점 액화된다. 여기에 온 도를 높여주면 더욱 액화가 가속되며 여기에서 작은 구멍을 통하여 압축된 이산화탄소 를 분출 시키면 줄-톰슨 효과에 따라 온도가 급격히 떨어지면서 액화된 이산화탄소가 응고되는 것을 볼 수 있다. (Discussion의 그림 참조)압력과 온도가 동일한 조건에서 기체 시료의 총 부피는 그 몰 질량에 비례하며 그 비 례상수는 기체의 종류에 무관하다. 즉 V=상수×n(일정한 압력과 온도에서) 이라고 할 수 있다. 이와 같이 아보가드로 법칙과 이상기체상태 방정식을 이용하여 이산화탄소의 분자량을 측정할 수 있다.M = (mRT) / (pV) (m:실제 질량)(3) 실험 방법1 이산화탄소의 삼중점 관찰드라이아이스 10g을 가루로 만들어 깔대기를 사용, 타이곤 튜브에 넣는다. 타이곤 튜브 양끝을 니플로 연결하고 승화하는 가스가 공기를 밀어내도록 잠시 기다린다. 테플론으로 튜브 이음새를 가능한 빨리 감싼다. 조임새로 니플 안쪽, 즉 튜브 이음새 옆을 꽉 죈다. 가스 새는 소리가 나지 않을 때까지 기다 린다. 손으로 튜브를 문질러 주어 드라이아이스를 더빨리 액화시키도록 한다. 바킹 하나의 조임새를 조금 풀어 주어 액화된 이산화탄소가 응고되는 현상을 관찰 하도록 한다.2 이산화탄소의 분자량 측정플라스크에 유리판을 올려놓고 무게를 측정한다. 그리고 플라스크에 드라이아이스 한 스푼 정도 넣고 모두 없어지면 유리관을 덮고 무게를 측정한다. 온도계로 플라스 크 안의 온도를 측정한다. 그 다음 플라스크에 물을 채우고 그 부피를 측정한다. 위에서 구한 값을 이용하여 PV=(m/M)RT에 대입하여 공기의 무게를 계산한다. 그 리고 주어진 데이터로 이산화탄소의 무게를 구한다. 이상기체 상태 방정식을 이용하 여 이산화탄소의 분자량을 구한다.(4) 실험 절차상의 문제점 & 유의점이산화탄소의 삼중점 관찰 실험을 할 때 이산화탄소가 액화 되는것도 관찰 하지 못했 다.2. Data & Result(1) 이산화 탄소의 삼중점 관찰타이곤 튜브에 드라이 아이스를 넣고 테플론으로 단단히 막은 다음 유심히 관찰해 보 았지만 아무 것도 일어나지 않았다. 어떤 문제가 있는 것 같았다.CO2의 삼중점 5.117atm -56.57°C(2) 이산화 탄소의 분자량 측정(플라스크 + 유리판 + 공기)의 무게 : 125.45g(플라스크 + 유리판 + CO2)의 무게 : 125.67플라스크의 부피 : 335mL플라스크 안의 온도 : 21°C공기의 무게 : 위의 데이터를 PV = (m/M)RT (m은 공기의 무게) 에 대입하면(공기 의 분자량 : 28.96g/mol, R=0.08206Latm/molK)0.981atm * 0.335L = (m1÷28.96g/mol)0.08206Latm/molK*294Km ≒ 0.395g 이다.이산화탄소의 무게 : (플라스크 + 유리관 + 이산화탄소)의 무게 - (플라스크 + 유리판 + 공기)의무게 + 공기의 무게 = 이산화탄소의 무게의 식을 이용하면125.67 - 125.45 + 0.395 = 0.615g이산화탄소의 분자량 : PV = (w/M)RT (w : 이산화탄소의 무게, M : 이산화탄소의 분자량)0.98atm * 0.335L = (0.615g/M)0.08206Latm/molK * 294M ≒ 42.19이다.실제 이산화 탄소의 분자량 : 약 44오차율 : 100 - 42.19/44 *100 ≒ 4.12%(3) 조교 시범 실험석회수에 각각 날숨과 탄산음료, 드라이 아이스를 넣었을 때 공통적으로 뿌옇게 변하 였으며 날숨 < 탄산음료 < 드라이 아이스 순서대로 빨리 뿌옇게 변하였으며 드라이아 이스의 경우에는 하얀 기체가 선명하게 보였다.Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O{3. Discussion압력(atm)1*************310.30.10.030.010.003온도(K)(T : 삼중점, C : Critical point)위의 그림을 보면 첫 번째 실험을 쉽게 설명할 수 있다. 먼저 그림을 볼 때 일반적인 상온 상태에서는 드라이아이스 즉 고체상태의 이산화탄소는 기체로 승화 할 수밖에 없음을 알 수 있다. 이산화탄소의 삼중점은 5.117atm, -56.57℃(216.43K)인데 일반적인 상태 즉 1atm, 20℃에서는 그림에서 T-C선의 오른쪽 하단에 해당하기 때문에 승화 할 수밖에 없는 것이다.실험에서 타이곤 튜브에 드라이아이스를 넣으면 위의 이유로 드라이아이스가 승화된다. 기체가 승화하면서 상당한 열을 흡수하여 주위의 온도를 낮추게되고, 또 타이곤 튜브의 이음새를 막고 시간이 지나면 타이곤 튜브내의 압력이 급격히 증가하게 된다. 그러면 상태가 그림에서 T-C선의 위로 이동하게 되어 액화가 되기 시작한다. 여기서 이음새를 풀어서 압축된 이산화탄소를 공기 중으로 방출시키면 급격하게 떨어져서 이산화탄소가 응고가 되는 것이다.하지만 실제 실험에서는 이산화탄소가 액화되는 것조차 보지 못하였다. 액화되는 것을 못 보았다는 것은 아무리 생각해 보아도 튜브에서 새는 것이라고 밖에 생각이 들지 않는다. 우리 조원들이 볼 때에는 전혀 세지 않는 것 같았는데 어떤 작은 구멍으로 미세하게 세고 있다는 것밖에는 결론을 내릴 수밖에 없었다.두 번째 실험에서는 이상기체 방정식을 통하여 이산화탄소의 분자량을 구했는데 실험방법대로 차근차근 구하여서 아무 문제없이 답을 구할 수 있었다.그리고 조교 님의 시범실험에서는 석회수에 방법은 다르지만 각각 이산화탄소를 공급해주었을 때의 변화를 관찰했는데, 이산화탄소의 공급량에 따라 반응하는 정도가 다름을 볼 수 있었다. 날숨에는 아주 적은 이산화탄소가 있으므로 여러 번 불어야 뿌옇게 흐려지는 것을 볼 수 있었으나 탄산음료 특히 드라이 아이스의 경우 넣자마자 뿌옇게 흐려졌고 또한 뿌연 이산화탄소가 급격하게 뭉게뭉게 흘러 나왔다. 반응물질이 많을수록 빠르게 반응한다는 것을 다시 한 번 확인할 수 있었다.

공학/기술| 2002.12.04| 5페이지| 1,000원| 조회(800)

이산화탄소, 분자량, 이산화탄소의 분자량

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[화학실험] 일정성분비의 법칙

화학 실험 보고서일정성분비의 법칙소 속 : 공과대학교학 번 : 2002-12142이 름 : 오주영 (11조)담당교수 : 서정쌍담당조교 : 김형은제출일 4.31. Abstract1) 실험목적탄산염을 반응시킨 후 그것의 질량변화와 부피변화를 통하여 탄산염의 종류를 구분하여 보고 그것을 통해 일정성분비의 법칙이 성립하는지 알아본다.2) 실험원리탄산염에 염산을 가하면 이산화탄소가 발생한다. 이산화탄소가 발생함으로써 탄산염의 질량이 줄어들게 되고 그 줄어드는 질량을 계산하여 화합물 속의 CO3 의 비율을 알수 있고 탄산염이 무슨 탄산염인지 알 수 있다. 또 발생하는 이산화탄소의 부피를 측정하 고 또 실험실의 온도와 압력을 측정한 다음 PV = nRT 의 이상기체 방정식을 이용하 면 탄산염 속의 CO3 의 양을 알 수 있고 이것을 이용하여 어떤 탄산염이지 알 수 있 다.3) 실험 방법1 탄산염의 분석(이산화탄소의 질량) : 잘 마른 비커를 전자 저울에 올려놓고, 5ml의 6M 염산을 가한후, 버튼을 눌러 0.000이 되도록 맞춘다. 그런다음 0.1g 의 sample A 를 가한 후, 10초 간격으로 무게 변화가 없을 때까지, 눈금을 읽는다.(처음의 30초 동안은 질량 변화가 크므로 시간간격을 짧게 해서 관찰한다.) 마찬가지로 sample B 도 실험을 한다. sample A와 B의 무게 변화로부터 각각이 어떤 화합물인지 알아 낸 다.{2 탄산염의 분석(이산화탄소의 부피) : 먼저 아래와 같은 기체 부피 측정 장치의 삼각 플라스크에6M HCl 20mL를 넣고, 마개를 닫는다. 그리고 이때의 눈금을 읽는다. 눈 금을 읽은 다음 미리 측정한 0.1g 정도의 sample A or sample B를 넣는다. 재빨리 뚜겅을 닫고 뷰렛에 발생되는 기체를 모은다. 수위 조절용기의 높이를 유리관의 수 면과 같도록 조절한 후에 유리관의 눈금을 다시 읽고 기록한다. 그 부피를 읽는다.2. Data & Result1) 탄산염의 분석(이산화탄소의 질량)탄산염에 HCl을 넣자 기포가 발생하면서 점점 질량이 줄어들었다.단위 : 초(s){시간종류5*************0708*************30140150160A0.0820.0770.0770.0770.0770.0760.0760.0750.0750.0750.0740.0730.0720.0700.0700.0690.0690.069B0.0720.0690.0670.0660.0640.0630.0630.0610.0600.060........{{Sample A 와 Sample B는 Na2CO3 와 NaHCO3 둘중에 하나이다. 이론상으로는 Na2CO3는 41.53%의 질량이 줄어 들어야 하고 NaHCO3는 52.35%가 줄어들어야 한다. 하지만 위의 데이터는 그것을 만족하는 것이 없다. 그리고 반응속도가 갈수록 작아져야 하지만 그렇지 않았다. 그래도 위 그래프와 표를 보면 Sample B가 이산화탄소가 더 많이 발생하였다 그래서 Sample A가 NA2CO3이고 NaHCO3는 Sample B라고 추정 하였다.2) 탄산염의 분석(이산화탄소의 부피)마찬가지로 각 탄산염에 HCl을 떨어뜨렸을 때 기포가 발생하면서 이산화탄소가 발생하였다.{처음 눈금나중 눈금생성량Sample A18.8ml29.4ml{10.6{mlSample B35.5ml45.7ml10.2ml실험실의 기압 : 746mmHg 실험실의 온도: 16。C 16。C에서의 물의 증기압 : 13.634mmHg압력은 746-13.634 = 732.366mmHgPV=nRT를 써서 n을 구하면Sample A 는 약 4.31 × 10-4 molSample B 는 약 4.15 × 10-4 molNa2CO3 와 NaHCO3 의 분자량을 계산해서 몰수를 구하면Na2CO3 = 9.43 × 10-4 molNaHCO3 = 11.89 × 10-4 mol화학식을 써 보면Na2CO3 + 2HCl -> CO2 + H2O + 2NaClNaHCO3 + HCl -> CO2 + H2O + NaCl이므로 이산화탄소는 Na2CO3와 NaHCO3 의 몰수와 같다. 그런데 위에서 구한 데이터로는 Sample A 와 Sample B 가 무엇인지 알 수가 없다.3. Discussion이 실험은 일정 성분비의 법칙이 성립하는지 알아보는 실험이다. 일정 성분비의 법칙이란l「In a given chemical compound, the proportions by mass of the elements that compose it are fixed, independent of the origin of the compound or its mode of preparation」이다. 주어진 화합물에서 각 원소가 차지하는 질량비는 일정하다는 것이다.탄산염에다가 염산을 가하면 반응성의 차이로 화학변화가 일어나고 이산화탄소가 발생하고 물과 염화나트륨이 발생한다. 이 발생하는 이산화 탄소의 질량과 부피를 측정해서 위의 일정 성분비의 법칙이 성립한다고 가정하고 이론값을 구한다음 실험결과와 비교해서 맞는지 안맞는지 알아봄으로서 일정 성분비의 법칙이 성립하는지 알아보는 실험이다. 실험 A는 무게의 변화로 알아보는 실험이고 실험 B는 부피의 변화로 알아보는 실험이다.실험 A에서 원자량을 알아내서 계산하면 이론상으로는 Na2CO3는 42.53%가 이산화탄소의 무게이고 NaHCO3는 52.53%가 이산화탄소의 무게여야 한다. 그러나 실험결과는 이론과 같이 나오지 않았다. 그리고 시간이 지남에 따라 반응속도가 줄어들어야 함에도 그렇지 않았다. 아마도 무게를 재는 과정에서 주위에서 오는 진동 때문에 정확한 질량을 측정하지 못한 것 같았다. 이 실험을 할 때는 따로 장소를 마련해서 주위에서 오는 진동을 차단하여 실험을 해야 데이터를 더 정확히 얻을것이다.

공학/기술| 2002.12.04| 5페이지| 1,000원| 조회(693)

일정성분비, 법칙, 일정성분비의 법칙

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