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표면장력측정 평가B괜찮아요

표면장력측정 - DuNcuy장력계1. 목적액체의 표면에서 일종의 장력이 작용하고 있는 것을 표면장력이라고 하며, 여러가지 액체에 장력계를 이용하여 표면장력을 측정하여 본다. 그리고 DuNcuy장력계의 사용법을 익힌다.2. 원리액체는 일반적으로 그 표면을 작게 하려는 성질이 있다. 이것은 액체의 표면에서 일종의 장력이 작용하고 있기 때문이다. 이 장력을 표면장력이라 한다. 표면장력의 크기는 액체분자간의 인력으로 설명된다. 표면장력의 크기는 표면상에서, 임의의 선의 양측에 단위 길이마다 작용하는 힘(dyne/cm = 10-3N/m = 1mN/m)으로 나타내며 기호는 γ를 쓴다.※참 고(1) γ는 액체의 표면을 등온적으로 단위면적 증가할 때의 일(erg/㎠)과 같다. 다시 말하면 단위면적마다 갖고 있는 표면자유에너지의 양이다.(2)상이한 두 상의 경계면에는 보통 장력이 존재한다. 이것을 일반적으로 계면장력이라 한다. 표면장력은 이 중에서 기-액, 액-액의 경우인 것이다.(3)용매에 녹아서, 용매의 다른면 장력을 서서히 저하시키는 물질을 계면활성제라 하며, 이 용액에는 유화, 세정 등의 작용이나 현상이 일어난다. 그러므로 계면활성제는 유화제, 기포제, 세정제 등으로 제지공업, 종이pulp공업, 인쇄ink, 화장품, 식품, 농약, 기타 일반 양품공업에 널리 쓰이며 특히 세정제는 가정용으로도 잘 쓰이고 있다.-참고문헌에서 나온 온도에 따른 물의 표면장력{온도(℃)표면장력(dyne/cm)온도(℃)표면장력(dyne/cm)온도(℃)표면장력(dyne/cm)075.621673.344069.55574.901773.205067.901074.201873.056066.171174.071972.897064.411273.922072.758062.601373.782571.969060.741473.643071.1510058.841573.483570.353. 실험결과{측 정시 료1회2회3회평균값온도(℃)증 류 수6362262619(실험실온도)에탄올20% 수용액4041424127.640% 수용액3서 떨어졌을 때의 측정값의 눈금을 a1,a2라 하면 다음 식에서 표면장력비를 구할 수 있다. {{ { γ}_{1 } } over { { γ}_{2 } } = { { a}_{1 } } over { { a}_{2 } }- 기준이 되는 증류수의 표면장력은 참고문헌 값의 73.05(18℃)를 대입.- γ1 : 에탄올20%의 표면장력, γ2 : 물의 표면장력a1 : 에탄올20%가 환의 액면에서 떨어진 눈금, a2 : 물이 환의 액면에서 떨어진 눈금- 에탄올20%의 표면장력을 구해보면 다음과 같다.{{ { γ}_{1 } } over {73.05 } = { 45.67} over {26 }∴ γ1의 값은 128.32이다 (γ= dyne/cm)●각 시료별 표면장력을 위와 같이 계산하여 다음 표에 나타낸다.{시 료표면장력 (dyne/cm)비 고증 류 수73.05상온 18℃ 에서에탄올20% 수용액128.32〃40% 수용액90.39〃60% 수용액88.98〃80% 수용액86.17〃메탄올20% 수용액146.1〃40% 수용액129.72〃60% 수용액110.5〃80% 수용액94.12〃● 상온에서 에탄올과 메탄올 수용액의 농도별 표면장력 그래프{4. 고찰이번 시험은 메탄올과 에탄올의 농도에 따른 표면장력을 알아보는 실험이었다. 실험 방법이나 절차는 간단해서 여러번을 반복할 수 있었다. 실험목적에서는 여러 가지 장력계를 사용한다고 했는데, 우리는 한가지의 장력계를 사용하였다. 실험 결과를 보듯이 메탄올, 에탄올의 농도가 짙어 지면, 표면 장력이 낮아 지는 것을 알수 있었다. 메탄올의 경우 거의 직선에 가까운 반비례를 나타냈지만, 에탄올의 경우 2번째 농도에서 현저하게 떨어져서 미세하게 줄어 들었다. 에탄올도 직선을 보일 것이란 예상을 햇었는데, 좀 의외의 결과이다.물질의 상태마다 각자 다른 장력이 있다는 사실이 참 신기했다. 우리가 실험한 장력계 말고도, 다른 최신식 장력계가 있음을 자료를 찾다보니 알 수 있었고, 기회가 된다면 에탄올의 정확한 수치를 알고 싶다. 또한 이번 실험으로 표면장력기초실험(동아대학교출판부) : 김광, 박동원 편저대학물리학(도서출판 대웅) : 김용운※액체표면의성질-표면장력(Surface tension)물 분자사이에는 분자끼리 모든 방향에서 끌어당기는 힘이 작용하는데 이 힘을 응집력이라 하고, 다른 분자끼리 끌어당기는 힘을 부착력이라 하며, 이와 같이 응집력과 부착력의 차이로 발생하는 것을 표면장력이라 한다.{그림1 금속 반지의 표면 장력예를 들면 물과 공기의 경계면에서 물분자의 응집력이 공기분자와 물분자 사이에 작용하는 부착력보다 크게 되어 물 표면을 최소화하려는 힘이 발생하는데 이슬방울이나 물방울이 여기에 해당된다. 그림1과 같이 얇은 금속 반지를 물 표면에 놓고 위로 당기면 금속 반지에 물이 달라 붙게 되는데 이것 역시 표면장력에 의한 영향이라 할 수 있다.물의 표면장력은 온도에 따라 표1과 같이 변화된다. 수도꼭지를 약간 열면 물이 꼬리를 끊으면서 표면이 가장 작은 구형으로 되어 떨어지는 것이나 물에 사는 소금장이가 물위를 가볍게 돌아다니는 것도 표면장력 때문이다.표1 공기와 접한 물의 온도에 따른 표면장력의 변화{온 도℃0 5 10 15 20 25 30표면장력(σ)dyne/cm75.6 74.9 74.2 73.5 72.8 72.0 71.2-모세관현상물은 고체면에 접하면 산소를 포함하고 대부분의 고체는 물 속의 수소분자와 결합하게 되므로 서로 부착하려는 성질을 갖게 된다. 부착력의 크기는 온도, 고체면의 종류 상태에 따라 변한다. 만약 부착력이 응집력 보다 크면 물은 고체면을 퍼지면서 적시게되나, 응집력이 더 크게되면 물방울과 같은 곡면을 형성하게 된다. 그림2와 같이 물위에 가는 관을 세우게 되면 부착력이 모세관내의 물의 중량보다 크게 되어 그 만큼 모세관내의 수위를 상승시키게 되는데 이러한 현상을 모세관현상 (capillary phenomenon)이라 한다.{ 그림2 모세관현상모세관 현상은 물과 고체사이의 부착력과 물분자간의 응집력의 상대적 크기에 영향을 받는다. 그림2에서 부착력이 응집력 보다 큰 물의 경우에는 힘도 두배가 된다. 그러나 물의 무게는 직경의 제곱에 비례하므로 결국 모세관상승 높이는 관의 지름에 반비례한다.모세관의 상승높이 h는 {h = { 4σcosβ} over { γd }모세관 현상이라는 특질이 있기 때문에 식물이 영양분을 흡수하고, 체내 혈액이 순환할 수 있다. 이 능력의 비밀은 물분자 의 성질속에 감춰져 있다. 물은 모든 방향으로부터 서로 결합하는데 또 다른 물질, 예를 들면 유리·점토나 흙 따위와도 결합한다. 실제로 산소를 포함하고 있는 대부분의 고체는 물속의 수소와 결합한다.그림2에서 보는 바와 같이 유리관 가장자리에 있는 물의 분자는 바로 위에 있는 유리의 분자에 다다르려고 하며, 달라붙으면 그 뒤에 있는 물분자는 바싹 끌어당기려고 한다. 이렇게 하여 생긴 물표면은 차례차례로 전체의 물을 유리관 표면에 붙어 올라간다. 이 현상은 상승력보다 끌어내리는 중력이 더 커질때까지 계속되며 평형을 이룰때 정지한다.- 액체의 표면장력{공기와 접촉한 액체온도(℃)표면장력(dyne/cm)벤젠2028.94염화탄소2026.8에탄올2022.3글리세린2063.1수은20465.0올리브기름2032.0비눗물2025.0물075.6물2072.8물6066.2물10058.9산소-19315.7네온-2475.15헬륨-2690.126. 시약및실험도구-시료 : 증류수, 에탄올(20%, 40%, 60%, 80%), 메탄올(20%, 40%, 60%, 80%)-실험도구 : Du Ncuy장력계, 메스플라스크(100㎖) 8개, pipette(20㎖) 4개, Al-foil-에탄올:각종 알코올 음료 속에 함유되어 있어 주정(酒精)이라고도 하고, 또 에틸알코올이라고도 한다. 보통 알코올이라고 하면 이 에탄올을 가리킨다. 술의 성분으로서 예전부터 알려져 있었으나, 술이 취하는 원인이 에탄올에 있다는 것을 안 것은 15세기 이후의 일이다. 조성(組成)은 처음에 라부아지에나 N.T.소슈르 등에 의해 측정되고, 게이뤼삭이나 J.B.뒤마 등에 의해서 확정되었다. 알코올이라는 이름은 원래 눈썹에 칠하는 흑색을 복용하면 대뇌(大腦)의 제어기능이 억제되어 흥분상태가 되고, 이어서 중추신경이 억제된다. 또, 알코올 중독에 걸리기 쉽다.【성질】 화학식 CH3CH2OH. 특유한 냄새와 맛이 나는 무색 액체로, 분자량 46.07, 녹는점 －114.5 ℃,끓는점 78.3 ℃, 비중 0.7893이다. 다른 알코올 ·에테르 ·클로로포름 등 유기 용매나 물과 임의의 비율로 섞인다. 물과의 혼합물을 증류해도 순수한 에탄올은 생기지 않으며, 에탄올 96.0 %, 물 4.0 %의 공비혼합물이 증류된다. 연소하기 쉬우며, 점화하면 빛깔이 없는 불꽃을 내며 탄다. 증기에 인화하면 폭발하는 수가 있다. 산화하면 아세트알데히드를 거쳐 아세트산이 된다. 단백질을 응고시키는 성질을 가지고 있으므로 살균작용이 있다. 살균력은 70 % 수용액이 최대이고, 60 % 이하 및 80 % 이상에서는 소독 ·살균력이 거의 없는 것과 마찬가지이다. 천연으로는 카르보닐산의 에스테르의 형태로 존재하며, 유리(遊離)상태로는 거의 존재하지 않는다.【제조법】 예로부터 효모(酵母)에 의해서 당분(糖分)을 발효시키는 방법으로 제조되었으며, 현재도 이 발효법은 대규모로 행해진다. 그러나 원료가 되는 당밀(糖蜜) 등의 가격이 비싸진 데다가 원료의 절반이 이산화탄소로 되어 낭비되는 결점이 있기 때문에 점차 합성법으로 대체되어 가고 있다. 다만, 알코올 음료는 현재도 거의 발효법에 의해서 제조된다. 합성법으로서는 에틸렌을 황산에 흡수시켜 얻은 황산에스테르를 가수분해하여 에테르와 함께 얻는 황산가수법(黃酸加水法)이 행하여지고 있는데, 이 공정에서는 원료인 에틸렌의 90 %를 에테르와 함께 얻을 수 있어 수득률이 좋다. 그러나 대량의 황산을 농축하여 순환시키므로 대규모의 설비를 필요로 한다. 이 밖에 요오드합성법에 의한 합성도 가능하다.【용도】 주류(酒類)로서 음용으로 제공되며, 청주는 15∼16 %, 포도주는 7∼14 %, 맥주는 3∼4 %, 위스키나 브랜디 등 증류주는 35∼55 %의 에틸알코올을 함유한다. 용제(溶劑)나 합성원있다.

공학/기술| 2001.06.13| 9페이지| 1,000원| 조회(2,127)

표면장력, 표면, 장력, 액체의표면장력

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설탕수용액의 농도 측정 평가A+최고예요

설탕수용액의 농도측정1. 목적같은 물질을 경우 농도에 따라서 굴절률이 다르다. 그러므로 서로 다른 농도에서 굴절률을 측정하면 액체의 농도에 따른 굴절률의 차이를 알 수가 있다. 그리고 이번 실험을 통하여 굴절계의 사용 방법을 익힌다.2. 원리빛이 진공 중에서 물질 중으로 진행할 때 그 진로는 굴절한다. 입사각을 I, 굴절각을 r이라 하면,{{sin i} over {sin r}=n(1){로 된다. n은 물질의 종류, 압력, 온도 및 빛의 파장에 따라 정해지는 정수로서 굴절률(index of refraction 또는 refraction index)라 한다. 굴절률의 측정에는 여러 가지 방법이 있으나 여기서는 액체의 굴절률 측정에 널리 사용되고 있는 Abbe굴절률에 의한 측정법을 기술한다. Abbe의 굴절계는 굴절률이 다른 두 상간의 반사체를 이용한 것이다. 그 외관 및 구조는 와 과 같다.평면에서 상접하는 굴절률 n,n0(n>n0)의 두 상 A,B에 있어서 전반체의 모양은 그림 5-4(a), 5-4(b)와 같다. 임계각을 C라 하면,n = n0sin C (2)시야는 오른편에 표시된 원과 같으므로, 임계각 C를 구하면 n/n0를 알 수있다.{는 전반사를 이용한 Abbe굴절계의 원리를 나타낸 것이다. 보조 프리즘과 기초 프리즘(둘다 굴절률은 n0) 사이에 굴절률 n의 액체의 박층(두께는 0.1mm)을 만든다. 보조 프리즘에서 입사한 광선은 액층에 따라 진행한 것을 한계로 해서 기초 프리즘에 들어와 굴절하여 공기 중으로 나가서 망원경에 들어간다. 기초 프리즘에서 굴절각은 망원경을 이동하여 시야가 명암 두 부분으로 나누어지는 위치에서 구해진다.{이때 액체의 굴절률 n은 다음과 같이 된다.{n=sinø SQRT { ({ n}`_{0 } ^{2 }- { sin}^{2 }β)}-cosøsinβAbbe굴절계에서는 망원경에 있는 눈금이 β가 아니고 직접 Na의 D선에 대한 값 nD가 구해진다.{3. 실험결과{{농도굴절률7.5%5%2.5%1%ｘ(미지의농도)nD1.3321.340451.33621.33411.3373*미지의 농도는 2.7%정도로 한다*4. 고찰이번 실험은 다른 실험에 비해 간단한 실험이었다.그래서 여러번 실험을 하였고 수치에 정확성을 기하기 위해서 노력하였다.그렇게 해서 만족할 만한 결과치를 얻은 것 같다.또 각 물질의 농도에 따라 그 물질의 굴절율이 달라지는 것을 알 수가 있었다.표에서 보면 물질이 농도가 짖을수록 물질의 굴절율이 증가한다는 것을 알 수있다.더군다나 물질의 굴절율만을 가지고도 그 물질의 농도를 알 수있다는 것은 아주 흥미로웠다.5. 참고문헌물리화학실험(자유아카데미,) : 김정림 - p349 ~ p364이화학사전(교육출판공사) : 김병희화공기초실험(동아대학교출판부) : 김광, 박동원 편저 - p34~p37※1. 굴절률의 표기굴절률 측정에 영향을 주는 변수로는 매질의 온도, 빛의 파장, 매질의 압력이 있다. 굴절률은 빛의 파장이 증가함에 따라 점점 감소한다. 이처럼 굴절률은 변수에 따라 변하기 때문에 굴절률을 인용할때는 반드시 사용한 빛의 파장을 명시해야 한다. 굴절률에 사용하는 빛의 파장으로는 나트륨의 D선 (589nm) 이 가장 많이 사용된다. 나트륨의 D 선이 빛으로 사용되었다는 의미에서 굴절률을 표시할 때 nD 와 같이 표시한다. 또한 굴절률은 온도에 따라서도 변하므로 매질의 온도도 표시하여 주어야 한다. 예를들어 20℃ 일 경우 nD20 와 같이 표기한다.2. 반사법칙과 굴절법칙1) 호이겐스의 원리교란된 파(disturbance)의 일정한 위상을 가진 면을 파면이라고 한다. 호이겐스(Christiaan Huygens) 원리는 1차 파면상의 모든점은 2차 구형자나(wavelets)들의 중심으로 작용한다. 따라서 일정시간 후에 1차 파면은 구형잔파들의 윤곽선(envelope)을 이룬다. 또한 이 구형잔파들은 공간에서 1차 파면과 같은 속도와 진동수로 진행한다 이다. 만약 매질이 균일하다면, 잔파들은 유한한 개수의 반경들로 이루어지며, 매질이 불균일하다면 잔파들은 무한한 개수의 반경들로 이루어질 것이다. 호이겐스의 원리는 방출된 빛에너지가 원자의 산란이라는 이전의 논의와 잘 일치한다. 그러므로 입사한 1차 파면과 상호 작용하는 매질의 각 원자들이 산란된 2차 잔파들의 점원으로 생각할 수 있다. 빛이 진공속을 진행할 때 우리가 그 원리를 적용하는 것이 조금 확실치 않지만, 비어있는 공간에서 1차 파면상의 모든 점에서 시간에 따라 변하는 전기장(E-field)과 자기장(B-field)이 존재한다고 생각하면 편리하다. 이 장들은 그 점들로부터 나오는 새로운 장들을 만든다. 그러므로 파면상의 각 점들은 물리적으로 산란중심과 유사하다.2) 스넬법칙과 반사법칙투명하고 균일한 두 가지 매질의 평평한 경계면에서 아랫방향으로 수직입사하는 단색평면파를 보여줄때는 입사파가 경계면에 닿았을 때 둘로 갈라진다고 생각할 수 있다. 하나는 윗방향으로 반사하고 다른 하나는 아랫방향으로 투과한다. 입사파가 다른 각도로 경계면에 입사할때는 하나는 반사하고, 하나는 굴절한다. 입사파가 경계면상의 한점(a)에 닿았을 때 이 점에서 반사파면과 투과파면이 시작되므로 두 파면상에 공통으로 있는 점은 속도 {v_t``로 윗방향으로 진행하는 잔파와 속도 {v_t``로 아랫방향으로 진행하는 잔파의 파원이 된다. 그리고 입사파상이 다른 점 b를 보면 시간 {t_1``후에 평면 입사파는 입사매질 내에서 거리 {v_1`` t_1``만큼 움직였으므로, b는 b'에 대응한다. 이 잔파들은 {t_2``시간 후에 여기에서 볼 수 있으며, {tau ``=` t_1 + `t_2``이다. {theta_i ``, {theta_tau``, 그리고 {theta_t``는 입사각, 반사각, 그리고 투과각(굴절각)이다.여기서,{{sin theta_i``} over {BD``} ``= ``{sin theta_tau``} over {AC``} ``= ``{sin theta_t``} over {AE``} ``= ``{1} over {AD``}``{BD``=``AC``=``AE``=``v_i `t``이므로{theta_i`` = ``theta_tau``가 된다. 즉 입사각과 반사각은 같다. 이것이 반사법칙이다.윗식으로부터{{sin theta_i``} over {sin theta_tau``}``= {v_i``} over {v_tau``}``를 얻을 수 있고, 또{v_i ```/ v_t ```=``` n_t`` `/ n_i```이므로{n_i ``sin theta_i`` =`` n_t ``sin theta_t``가 된다. 이것이 굴절법칙(law of refraction)이다. 이것은{{sin theta_i``} over {sin theta_t``}`` = ``n_{t``i}``로 표현하기도 하며 이를 스넬법칙이라 한다.3. 액체의 굴절률 (문헌값){물 질 명화 학 식굴 절 률비 고아세톤(CH3)2·CO1.359D선(589nm) 25℃아닐린C6H5·NH21.586〃에틸알코올C2H5OH1.360〃에틸에텔(C2H5)2O1.353〃크실렌C6H4(CH3)21.500〃글리콜(CH2OH)21.427〃글리세린C3H5(OH)31.473〃클로로포름CHCl31.446〃초산에틸CH3·COO·C2H51.372〃사염화탄소CCl41.453〃취소Br21.661〃트리클로로에틸렌C2HCl31.481〃톨루엔C6H5·CH31.496〃니트로벤젠C6H5NO21.553〃이황화탄소CS21.628〃파마자기름---1.480〃벤젠C5H61.501〃물H2O1.333〃메틸알코올CH3OH1.331〃6. 시약및실험도구시약: 설탕실험도구: 굴절계, 피펫20ml, 삼각플라스크, 비이커, 스포이트, 유리막대설탕: C12H22O11. 사카로오스, 수크로오스, 자당이라고도 함.2당류의 하나. 구조는 α-D-글루코피라노실-B-D-프록토푸라시노드. 식물계에 널리 존재함.사탕무(첨채), 사탕수수(감자), 사탕 단풍나무 등에서 공업적으로 제조하기 때문에 일명 첨재당이라고도 함. 큰 단사결정계의 결정으로서 160℃에서 녹아 엿처럼 되고, 200℃에서는 갈색으로 변하여 비결정질로서 구조 불명인 캐러멜이 됨. 설탕은 물에 잘 녹고 (15℃에서 1/3양인 물에 녹음) 수용액은 단맛을 가짐. 고유광회전도 {

공학/기술| 2001.06.13| 6페이지| 1,000원| 조회(2,249)

설탕, 굴절률, 농도, 측정

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점도측정 평가A좋아요

점도측정 - ostwalds'점도계Ostwald 점도계를 써서 여러 가지 농도의 에탄올, 메탄올 수용액의 점성률을 측정하고 또 농도와 점성률과의 관계를 조사한다.액체 한 층이 다른 층을 지나 이동할 때 겪는 저항을 점도라고 하며, 액체에 1㎤당 1dyne의 힘을 가할 때 서로 1㎝ 떨어져 있는 두 평행한 액면들이 1초당 1㎝의 상대속도로 서로 흘러 지나가게 되면 이 때 그 액체의 점도를 1poise로 정의한다.점도 계수는 보통 희랍문자 (eta)로 나타낸다.{{{{eta}_{1} over {eta}_{2}}={ {rho}_{1} {t}_{1}} over {{rho}_{2} {t}_{2}}1, 2 : 액체 1,2의 절대점도1, 2 : 액체 1,2의 절대밀도t1,t2 : 액체 1,2의 점도계a,b를 통과하는데 걸리는 시간※ 절대점도 : 단위-poise, centipoise상대점도 : 용액의 점도/용매의 점도비 점 도 : 상대점도-1환원점도 : 비점도/농도(농도는 무게농도 : 용액 100㎖중 용질의 무게)고유점도 : [ ]={Lim from { c -> 0 } { sp} over {c}= Lim from { c -> 0 } {1} over {c}ln r위식을 보면 η1 η2 의 두 개의 점성도가 사용되었는데, 하나는 우리가 알 수 있는 점성도 를 사용하고 나머지 하나를 미지의 물질의 점성도로 놓으면 알지 못하는 물질의 점성도를 구할 수 있는 것이다. 일반적으로 우리가 알 수 있는 점성도를 사용하는 물질로는 증류수를 사용한다.ρ 밀도는 참고문헌을 통하여 구할 수 있으므로, 이번실험 에서는 각 시료의 시간만 측정 하면 특정 시료의 점성도를 구할수 있다.참고문헌에 나온 물리적 성질은{물 질 명화 학 식밀 도 ρ(g/cm3)점 성 률 η(10-3Ns/m2)기 타에 탄 올C2H5OH0.7891.2520℃ 에서메 탄 올CH3OH0.791〃물H2O0.9981.06〃● 증류수{구분1회2회3회평균시간(초)6.226.376.286.29● 에탄올{부피%1회2회3회평균비고온도(℃)20%0% 수용액의 밀도는 (0.789×20/100)+(0.998×80/100)과 같이 해서 구할수 있다. 각 시료별 밀도값을 다음 표에 나타낸다.{시 료밀도 (g/cm3)비 고증 류 수0.998상온 20℃ 에서에탄올20% 수용액0.956〃40% 수용액0.914〃60% 수용액0.873〃80% 수용액0.831〃순수 에탄올0.789〃메탄올20% 수용액0.957〃40% 수용액0.951〃60% 수용액0.874〃80% 수용액0.832〃순수 메탄올0.791〃● 각 시료의 농도별 점성률 계산원리에서 살펴본 식에 {{{eta}_{1} over {eta}_{2}}={ {rho}_{1} {t}_{1}} over {{rho}_{2} {t}_{2}}대입하여 에탄올과 메탄올의 점성률을 구할 수 있다. 에탄올 20%의 점성률을 구해 보면 다음과 같다.{eta over 1.06 = {0.956×9.48}over{0.998×6.29}∴ η 값은 1.530cP 이다. (cP = 10-3 N·s / m3)각 시료별 점성률을 위와 같이 계산하여 다음 표에 나타낸다.{시 료점성률(cP = 10-3 N·s / m3)비 고증 류 수1.06상온 20℃ 에서에탄올20% 수용액1.496〃40% 수용액2.082〃60% 수용액2.119〃80% 수용액1.847〃메탄올20% 수용액1.224〃40% 수용액1.468〃60% 수용액1.399〃80% 수용액1.178〃●상온에서 에탄올과 메탄올의 농도별 점성률 그래프{에탄올과 메탄올을 이용한 물질의 점도를 측정하는 실험이었다. 결과에서 볼수 있듯이 농도가 짙을수록 시간이 길어지는데 이것은 밀도가 낮을수록 물질의 점도과 점점 높아 지는 것을 알수 있었다. 그런나 에탄올과 메탄올이 공통으로80%에서는 60%보다 시간이 더 짧아 지는데 이것은 우리의 실험상의 오차인 것 같다. 우리가 사용한 점도계말고도 다른 점도계가 많이 있다는 것을 참고 문헌에 의해서 알수 있었다. 기회가 된다면 이것들도 사용해보고 싶다.http://100.naver.com/ (네이버 백과사전) - 에탄올, 메탄c가 흐르느데 요하는 시간을 측정하여 동점성계수의 척도로 삼는다. 이 시간을 Saybolt Universal초(SUS,SSU,SUV) 라고 한다ν와 Saybolt초(s) t 사이에는 다음과 같은 근사관계식이 성립한다.{ν=0.0022t - 1.8 over t따라서 ν를 측정할 때에는 먼저 코르크로 배출구를 막은 후 액체를 채우고, 다음에 마개를 연다.이 순간부터 용기속에 일정한 양(60cc)의 액체가 흘러내릴 때까지의 시간(t)을 측정하면위의 식에서 ν를 계산할수 있다.(2) Ostwald 점도계점성계수가 낮고 실험실 등에서 정밀을 요하는 표준점도계로서는 유리로 만든 Ostwald점도계가 있다. 이 점도계의 조작법은 먼저 시험유체를 채우고, 다음에 흡상시켜서 액면이 내려오는 데 걸리는 시간을 측정하면 된다. 그러나 Hagen-Poiseullie 의 식에 의하면 모세관의 굵기와 길이, 속도 등을 측정하여야 하므로, 실제로는 복잡하고 곤란하다. 따라서 상대적인 비교법을 쓴다. 즉 점도의 절대값을 알고 있는 액체와 점도를 구하려는 액체를 위의 방법으로 각각 측정하여 비교한다. 액체가 흘러내리는 힘은 자중에 의한 것이므로, 만일 두 액체를 항상 같은 체적만큼 장티에 넣는다면, 그 힘은 이들 액체의 비중에 비례한다. 지금 기준에 되는 액체를 물이라 하고, 점도를 {μw, 비중을 {s_w, 유하시간을{t_w, 또 측정하려는 액체의 것을 각각 μ, s, t라 하면, 점도의 비는 같다.(3) 회전원주식 점도계Newton의 점성법칙, 즉 {tau=μ{du over dy}에서 점성계수 μ를 결정하는 방법이다. 그림에서 동심 원통의 회전수를 n rpm, 회전하는 원토의 반지름을 {r_2라 하면, 외부원토의 표면과 접하는유체의 속도는 {2pir_2 n/60이 된다. 동심원통의 간격을 b라 할 때, 속도 기울기는{du over dy = {2pi r_2 n}over 60b이 되며, 내부원통상의 회전능률 T는 원통을 지지하고 있는 비틀림줄에 의하여 측정된다.원판을 이 줄에 연결하여 고정pi n /60으로 대치하면,{T = mu over a pi over 30 n int from 0 to t_1 int from 0 to 2pi r^3 dr d theta = {mu pi^2}over{60a} nr_1 ^4이 된다. 원판과 원관에 의한 회전응률은 비틀림줄의 회전능률 T와 같아야 하므로 식 {mu = 15Tb over {pi ^2 r_1 ^2 r_2 hn}과 {T = mu over a pi over 30 n int from 0 to t_1 int from 0 to 2pi r^3 dr d theta = {mu pi^2}over{60a} nr_1 ^4에서,{T = {mu pi ^2 n r_1 ^4} over {60a} + {mu pi ^2 r_1 ^2 r_2 hn}over{15b} = {mu pi ^2 n r_1 ^2}over 15 ( r_1 ^2 over 4a + r_2 over b )이 된다. 이 식에서 μ이외의 양들은 모두 알고 있으므로 μ가 측량된다.이외에 낙구식 점도계도 있다.증류수, 에탄올(20%, 40%, 60%, 80%), 메탄올(20%, 40%, 60%, 80%), Ostwald 점도계 pipette(20㎖) 4개, stop watch 1개, stand, double burette clamp 2개, 메스플라스크(100㎖) 8개-에탄올:각종 알코올 음료 속에 함유되어 있어 주정(酒精)이라고도 하고, 또 에틸알코올이라고도 한 다. 보통 알코올이라고 하면 이 에탄올을 가리킨다. 술의 성분으로서 예전부터 알려져 있었 으나, 술이 취하는 원인이 에탄올에 있다는 것을 안 것은 15세기 이후의 일이다. 조성(組成) 은 처음에 라부아지에나 N.T.소슈르 등에 의해 측정되고, 게이뤼삭이나 J.B.뒤마 등에 의 해서 확정되었다. 알코올이라는 이름은 원래 눈썹에 칠하는 흑색 안료(顔料)를 가리키는 아 라비아어(語)였는데, 이것의 미소분말을 만드는 데 승화법을 사용한 데서 술을 증류하여 가 연성 엑스를 만드는 것으로 전화(轉化)하고, 이것이 다시 증류물을 0 %의 공비혼합물이 증류된다. 연소하기 쉬우며, 점화하면 빛깔이 없는 불꽃을 내며 탄다. 증기에 인화하면 폭발하는 수가 있다. 산화하면 아세트알데히드를 거쳐 아세트산이 된다. 단백질을 응고시키는 성질을 가지고 있으므로 살균작용이 있다. 살균력은 70 % 수용액이 최대이고, 60 % 이하 및 80 % 이상에서는 소독 ·살균력이 거의 없는 것과 마찬가지이다. 천연으로는 카르보닐산의 에스테르의 형태로 존재하며, 유리(遊離)상태로는 거의 존재하지 않는다.【제조법】 예로부터 효모(酵母)에 의해서 당분(糖分)을 발효시키는 방법으로 제조되었으며, 현재도 이 발효법은 대규모로 행해진다. 그러나 원료가 되는 당밀(糖蜜) 등의 가격이 비싸진 데다가 원료의 절반이 이산화탄소로 되어 낭비되는 결점이 있기 때문에 점차 합성법으로 대체되어 가고 있다. 다만, 알코올 음료는 현재도 거의 발효법에 의해서 제조된다. 합성법으로서는 에틸렌을 황산에 흡수시켜 얻은 황산에스테르를 가수분해하여 에테르와 함께 얻는 황산가수법(黃酸加水法)이 행하여지고 있는데, 이 공정에서는 원료인 에틸렌의 90 %를 에테르와 함께 얻을 수 있어 수득률이 좋다. 그러나 대량의 황산을 농축하여 순환시키므로 대규모의 설비를 필요로 한다. 이 밖에 요오드합성법에 의한 합성도 가능하다.【용도】 주류(酒類)로서 음용으로 제공되며, 청주는 15∼16 %, 포도주는 7∼14 %, 맥주는 3∼4 %, 위스키나 브랜디 등 증류주는 35∼55 %의 에틸알코올을 함유한다. 용제(溶劑)나 합성원료로도 중요하며, 에테르 ·클로로포름 ·요오드포름 ·아세트산 ·아세트알데히드 염화에틸 등의 제조에 쓰인다. 또, 의약용으로 팅크제 ·주정제(酒精劑)로 사용되는 외에 분석시약으로서의 용도도 가지고 있다. 공업용 알코올로는 독성이 강한 메틸알코올을 소량 가한 변성알코올을 사용하며, 음료로 전용(轉用)되는 것을 금하고 있다.-메탄올:메틸알코올이라고도 한다. 분자식 CH3OH. 분자량 32.04, 녹는점 9℃, 끓는점 64.65℃, 비 중 0.7928.메

공학/기술| 2001.06.13| 7페이지| 1,000원| 조회(5,049)

점도측정, 점도계, 점도, 측정, Ostwald

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Fe의 비색측정

Fe3+의 비색측정 - Spectrophotometer1.목적이번 실험은 시료의 특정 파장영역에 따른 흡광도를 측정함으로써 시료의 농도를 구할 수 있다.2.원리Beer의 법칙(액층의 길이가 같을 경우, 길이의 흡수 정도는 용액의 농도에 비례한다.) 에 의하면 다음 식이 성립한다.{{I}_{0}:액층을 통과하기 전의 빛의 세기I :액층을 통과한 후의 빛의 세기T:투과도(Transmittance)A:흡수도(Absorbance){{a}_{M}:몰 흡수계도(molar absorptivity)→1molar/ℓ{-log {I} over { {I}_{0} }=-logI=A= {a}_{M}bc의 농도를 가진 용액의 두께1cm 액층을 통 과할때 빛의 흡수된 정도 단위:ℓ/moleㆍcmb: 액층의 두께(cm)c: 용액의 농도(mole/ℓ)물 중의 Fe3+ ion은 SCN-에 의해서 착이온(적색)을 형성한다. 이 착이온은 500nm 빛을 가장 많이 흡수한다. 따라서 여러 시료들의 500nm 빛의 흡수 정도를 측정함으로써 Fe3+ ion 농도를 구할 수 있다.Fe3+ ion + 6SCN- → [Fe(SCN)6]3-3. 실험 순서1) 표준시료의 조제a 0.05mg/ml의 {{ Fe}^{3+ }농도 시약 조제b 0.005mg/ml농도 시약 조제a용액 10ml를 100ml mesuring flask에 정확하게 취하고 증류수를 표선까 지 체운다.c 0.0025mg/ml 농도 시약 조제a용액 5ml를 100ml mesuring flask에 정확하게 취하고 증류수를 표선까지 체운다.d 0.001mg/ml 농도 시약 조제a용액 2ml를 100ml mesuring flask에 정확하게 취하고 증류수를 표선까지 체운다.e 0.0005mg/ml 농도 시약 조제a용액 1ml를 100ml mesuring flask에 정확하게 취하고 증류수를 표선까 지 체운다.2){{ Fe}^{3+ }측정a 100ml beaker에 시료 0∼10ml를 적당히 취해서 0.5%b a용액을 100ml measuring fla 파장 500nm에서 {{ Fe}^{3+ }의 흡광도를 측정한 수 검량선에 의해서 정확한 농도 를 구한다.4. 실험 결과{파장nm농도㎎/ℓ4505005500.005흡수도0.1150.080.03투과도7783930.0025흡수도0.0040.0250.01투과도9194980.001흡수도0.0010.0080투과도97.598.51000.0005흡수도0.000500투과도99100100Fe3+흡수도0.0800.1150.1투과도847679{{5. 참고 문헌◆색을 측정 하는 이유◆많은 산업분야에서 색상의 측정은 QC의 목적으로 사용되고 있다. 품질관리는 어느 생산과정이든지 가장 중요한 부분이고, 색상 관리는 이 과정에 있어서 필수적인 부분이라 할 수 있다. 생산품의 색깔의 변화는 그 제품의 순도, 조성혹은 불량정도에 대한 정보를 손쉽게 파악할 수 있도록 해준다. 또한 좋은 색상은 소비자에게 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법이 된다.이로인해 각 산업분야에서는 특정한 상품에 대한 색상의 표준을 마련하고 있다.◆기본 원리◆비색법이란 색을 측정하는 방법이다. 만약 이 측정 방법이 "그 색은 무슨 색깔과 같을까" 하는 것을 독자에게 자동적으로 지시할 수 있게끔 숫자로 표시되어진다면 그것은 분명한 장점이라 할 수 있다.비색 분석법은 크게 3가지의 범주로 나누는데 분석하려는 성분에 따라 적당한 화학시약을 사용하여 시료를 발색시키고 발색된 색상을 관측함으로써 농도를 결정하는 비색 정량분석, 빛의 3원색인 청, 녹, 적의 조합으로서 색상을 규정하는 방법, 어떤 표준 색상을 정하고 주어진 시료의 색상과 비교하여 시료의 등급을 정하는 color grading법등이 있다.색상을 측정하는 Colorimeter는 바로 이와 같은 일을 한다. 모든 기기들은 빛의 삼원색 즉, 빨강, 녹색, 파랑색의 조합으로 표시할 수 있으므로 색상이 변하지 않는 칼라 유리 필터를 사용하여 이 필터들의 비율을 다양하게 변화시킴으로서 색상의 기록을 가능하 게 해준다.◆ 기기장치◆(1) 광원1) 수소 방전관a. 근자외선 파장영역b. 유리재질의 사료용기 사용이 바람직2) 중수소 방전관a. 수소방전관과 비슷한 성질이나 빛의 세기가 약 3∼5배 강함b. 근자외선 및 가시광선의 모든 파장영역 (190∼820nm)에서 널리 사용3) 텅스텐 램프a. 일반적으로 사용됨b. 파장영역 (350∼2,500nm)이 자외선과 근적외선 영역c. 필라멘트의 온도는 약 2,870K(2) 회절장치: 특정한 파장으로 분리시키는 장치1) 회전발 단색화 장치(참고: 최신기기분석학 p52 그림 3-11, a)a. 300∼2,000홈/mm (주로 1,200∼1,400홈/mm)b. 광학적으로 평편하고 깨끗한 표면위에 많은 수를 조밀한 간격으로 홈을만들어 단색화2) 프리즘 단색화 장치(참고: 최신기기분석학 p52 그림 3-11, b)프리즘을 사용하여 빛을 분산한 후, 필요한 파장의 빛을 선택하여 사용(3) 흡수셀 (cell)1) 유리: 가시광선 및 근적외선 영역, 근자외선 영역은 적절치 않음2) 석영: 자외선, 가시광선, 근적외선의 모든 영역에 사용3) 플라스틱: 근적외선 영역(4) 검출기 (detector)1) 광전기 전지: 광자에 의하여 반도체로부터 방출되는 전자가 은박층에 집합되므로써 생기는 전위차를 측정하는 장치2) 광전관: 세슘을 입힌 음극에 광자가 충돌하여 나오는 전자를 양극으로 모아이 때 흐르는 전류를 측정하는 장치3) 광전증배관: 광음극에서 나오는 전자를 전기장에 의해 가속화시킴으로써 감도를 106∼109증폭시키는 장치♣대한 화학 협회 참고 자료-한국 과학기술원 교수진♣무기 화학 실험-김 상태 교수(흥룡과학 출판)♣실험으로 알아보는 화학의 세계-이 광형 교수(녹문당)♣http://www.hwashin.net/support03_10.htm6.시약FeNH4(SO4)2ㆍ12H2O, 증류수, H2SO4, KSCN, KMnO4,ㆍ황산:1. 성상물리적성질 상온에서는 무거운 무색의 액체이며 순도에 따라소 무색에서 암갈색이 된다. 농도가 높은것은 유상이면서도 불연성이고 흡습성이 강하다.98% 황산의 비중은 1.841(15도8.33% 황산의 무수황산 및 물의 분압은 204도에서 모두 5.9mmHg, 이 농도이하에서 는 물의 분압이 증가되며, 이 이상에서는 SO3의 분압이 증가된다. 98.53% 황산의 점도는 25도에서 21.5cps, 95.0% 황산의 표면장력은 10도 에서 57.97dvne/cm, 98%황산의 비열은 15도에서 0.3325이다. 황산의 전도률은98% 황산 15.6도에서 0.5551/오옴cm이다. SO2는 20도, 1기압에서 95% 황산에 3.82% 녹는다. 염화수소는 25도, 1기압에서 98.65% 황산에 0.01971% 녹는다. 황산압은 상온에서 98.6% 황산 100g에 1.29g 녹는다. 황산제이철은 60도에서 59.56% 황산에 0.37%, 황산제이철은 50도에서 92.4% 황산에 0.07% 녹는다. 화학적성질 금속과의 반응은 황산의 농도, 온도, 금속종류에 따라서 수소, 황화수소, 이산화황 및 금속의 황화물 또는 황산염을 생성한다. 또 열을 가하면 그 작용은 더욱 강렬하게 된다. 희석황산은 알루미늄, 코발토, 크롬, 동, 철, 니켈, 망간, 아연 기타의 급속을 녹이며 열을 가하면 더욱 심하게 된다. 납 및 수은은 녹지 않는다. 규소를 함유하는 합금에는 거의 작용하지 않는다. 목재, 고무, 섬유등 일반유기물은 급속이 분해된다. 융점=10.46도 비점=210~338도 독성 : 쥐에 대한 LD50은 경구의 경우 농도 0.25g/ml에서 2.14g2. 용도화학비료(황안, 과인산석회, 화성) 화학섬유가공, 급속정련, 석유정제, 염색, 의약, 도금, 모피, 화약, 다이나마이트, 셀룰로이드용 질화물, 충전지, 청랴음료제조, 염산, 질산등의 무기산제조 및 조산, 수산등의 유기산제조, 망초, 황산동등의 황산염제조, 제지, 제강 기타 무기화학공 업용, 식품공업등에 광범위하게 사용됨. 식품사용기준 산제로써 식품공업용 약품으로 사용하나 최종식품 완성전에 중화 또는 제거하여야 함.ㆍKSCN: 시안화칼륨과 황을 혼합하여 가열하고, 물로써 추울하여 결합시키든지 티오시안산암모늄 수면 얻어지는 무색단사결정계 결정. 비중 1.886 굴절률 1.660 녹는점 172.3℃, 500℃에서 분해함. 흡습 용해성. 용해도는 물에서 217g/100g(200℃) 아세톤에서 20.8g/100g(22℃) 물감 의약품 등의 제조 원료로서 쓰이고 각종 염색 날염에도 쓰임KSCN로단칼리·로단화칼륨·황시안화칼륨 등이라고도 한다. 화학식 KSCN. 무색 결정으로, 녹는점 172.3℃, 비중 1.886이다. 500℃에서 분해된다. 물 100g에 0℃에서 177.2g, 20℃에서 217g 녹는다. 아세톤·알코올·아밀알코올 등에도 녹는다. 조해성을 가진다. 3가철이온과 작용하여 물에 잘 녹는 적색 티오시안산철 Fe(SCN)3를 생성한다.3KSCN＋Fe3＋→ Fe(SCN)3＋3K+ 티오시안산암모늄 수용액에 수산화칼륨을 가하고, 그 용액을 가열하여 증발시키면 생긴다. 또, 시안화칼륨을 황과 함께 용해하여 물로 추출하고, 여과 후에 황산 및 알코올로 분리해도 생긴다. 3가 철이온의 검출시약, 염료, 사진의 보조제, 냉각제 외에 혈압강하제와 같은 의약품으로도 사용된다.KMnO4분자식 KMnO4. 비중은 2.703이다. 단맛이 있으나 수렴미(收斂味)가 남는다. 공기중에서는 안정하고 물에 잘 녹는데, 용해도는 10g의 물에 0℃일 때 2.83g, 10℃일 때 6.15g, 75℃일 때 32.35g이다. 200℃로 가열하면 산소를 발생하며 망간산칼륨과 이산화 망간이 되고, 다시 삼이산화망간이 된다. 또 진한 용액에 강한 알칼리용액을 작용시켜도 산소를 발생하며, 용액은 망간산칼륨 K2MnO4가 되어 녹색으로 변한다. 염산과 반응하여 염소를 발생하고, 진한 황산에 의하여 폭발을 일으키므로 위험하다. 망간산칼륨을 염소 또는 이산화탄소로 산화시키거나, 격막을 써서 전기분해하여 양극에 생긴 용액을 농축하여 냉각시키면 결정으로서 얻어진다. 산화제로 쓰이는데, 용액의 산성 ·중성 ·알칼리성에 따라 산화하는 모양이 달라지며, 산성인 경우가 산화력이 강하여 응용범위도 넓다. 과망간산염의 적정, 유기용된다

공학/기술| 2001.06.13| 7페이지| 1,000원| 조회(722)

Fe, 비색, 흡수도, Beer의법칙

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흡착 - 아세트산의 활성탄흡착 평가A좋아요

< 실험 목적 >일정한 온도에서 여러 가지 농도의 묽은 CH3COOH용액에서 활성탄 표면에서의 흡착성질을 알아보기 위한 것이다.< 이론 >1. 흡착 (adsorption)흡착(adsorption)이란 기체상 또는 액체상인 어떤 물질들이, 그 상과 접촉하는 다른상(액체상 또는 고체상)과의 계면에서, 상의 내부와 다른 농도를 유지하면서 평형에 도달하는 현상을 말한다. 농도가 크게 될 때를 양성 흡착이라 하고 농도가 작게 될 때를 음성 흡착이라고 한다.계면에서 용질의 과잉량을 흡착량이라고 하는데, 기체-액채의 계면에서의 용질 흡착일 때는 기브즈의 흡착식에 따라 농도에 의한 표면장력의 변화율에 지배된다. 표면장력을 실측하기 어려운 고체-액체나 고체-기체 계면에 대하여는 Freundlich의 흡착식, BET흡착 등온식등이 있다. 우리는 이 실험에서 Freundlich 흡착등온식을 이용했다.고체표면의 흡착현상은 그 원인에 따라 화학흡착과 물리흡착으로 나눈다. 비균질계의 화학반응에서는 그 평형 또는 반응 속도가 흡착과 밀접한 관계를 가지고, 촉매작용을 흡착으로 돌리는 경우도 있다. 콜로이드 용액의 여러 가지 성질, 계면동전 현상 등도 가끔 흡착과 관련시켜 논의되는 경우가 있다. 목탄에 의한 탈취나 음료수의 거르기, 수탄(獸炭)에 의한 탈색 등은 모두 흡착 현상의 응용이다.2. 고체표면에 흡착많은 액체나 기체 물질들이 고체표면에 흡착한다. 흡착양은 ⑴ 흡착제와 피 흡착 질간에 응집력; ⑵ 온도; 및 ⑶ 흡착제와 피흡착물의 농도에 의존한다. 그 응집력은 관여하는 물질의 물리-화학적 성질들에 관계된다. 예로써, 숯은 0℃와 1기압에서 He보다 O2를 10배 이상 흡착한다. 고체 단위무게당 흡착되는 기체분자수는 온도가 증가할수록 감소한다. 이것은 응축과 마찬가지로 흡착이 발열과정(△H

공학/기술| 2001.04.12| 19페이지| 1,000원| 조회(2,375)

계면, 흡착등온식, 초산, 물리상수

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