[서울대학교 화학실험] 이산화탄소분자량 측정

소개글

[서울대학교 화학실험] 이산화탄소분자량 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Data & Results

본문내용

가능성이 있다.
압력이나 온도 등의 요인을 정확히 고려해야 한다. 그래프에서 플라스크의 질량이 감소하는 것을 이산화탄소의 부피 증가로 인한 손실로 해석할 수 있다.
2. Data & Results의 2,3번으로 구한 방법 중 더 정확한 방법?
2번의 오차율과 3번의 오차율을 비교해보면 2번이 3번보다 더 적은 오차율을 가진다.
3. 이상기체로 가정해도 괜찮은가? (Van der Waals equation)
실제 기체는 이상기체의 가정과는 달리, 어떤 주어진 입자 자체가 공간의 일부분을 이미 차지하고 있고, 기체 입자들 사이에 인력이 작용하고 있다. 따라서 분자의 부피, 인력의 영향 등을 보정해 주어야 한다. 이것을 보정해 준 것이 반데르 발스 방정식이다.
[P+a(n/V)2] (V - nb) = nRT
의 관계식을 가진다.
반데르 발스 방정식은 실제 기체의 움직임을 고려해서 나타낸 방정식이므로 이상기체 상태 방정식을 사용했을 때 보다 실제 값에 가깝게 나타난다.
4. Discussion의 1~3번에서 근거해 이번실험에서 이산화탄소의 분자량을 더 정확하게 측정하기 위한 개선방안 제시
이산화탄소의 분자량을 측정하는 실험에서 유리판 대신에 알루미늄 호일을 사용하는 것이 더 좋을 것 같다. 유리판의 경우에는 질량이 많이 나가므로 오차를 유발할 가능성이 높다. 그리고 플라스크 위에 유리판을 어떻게 놓느냐에 따라 전자 저울에 나오는 수치가 달라진다. 이는 실험의 정확성에 해를 끼친다. 따라서 가벼운 호일로 구멍을 막고 그 가운데에 바늘 구멍을 뚫어서 이산화탄소 기체가 나가게 했다면 오차가 적은 실험을 할 수 있었을 것이다.
5. 다른 이산화탄소의 분자량 측정방법
이방법의 장점(다른방법은안됨)
이방법의 단점(보완위한실험)
* Discussion2
1. 왜 다시 압력을 풀어주면 고체로?
압축한 기체를 단열된 좁은 통로를 통해서 빠져나가게 하면 빠져나가기 전후의 기체의 엔탈피는 같게 된다. 이 과정에서 온도변화는 생기지 않지만, 실제 기체의 경우는 분자간 상호작용이 있기 때문에 온도변화가 생긴다. 이 현상을 줄-톰슨효과라고 한다.
원래 좁은 공간에 기체가 가지던 운동에너지는 공간이 작아서 에너지는 낮지만 충돌을 많이 해서 온도가 올라간다 그러나 좁은 곳에서 넓은 공간으로 나오게 되면 그 공간을 다 채우는데 에너지를 소모하게 되고, 또한 충돌 또한 덜 하기 때문에 온도가 낮아지게 되고, 기체 상태로 존재하던 이산화탄소가 액체 상태로 변하지 않고 고체 상태로 변하게 되는 것이다.
2. 초임계유체 조사
보통의 온도와 압력에서는 기체 또는 액체가 되는 물질도 ‘임계점’이라는 고온·고압의 한계를 넘게 되면, 기체와 액체의 구별을 할 수 없는 상태, 즉 임계상태가 된다. 이 상태에 있는 물질을 초임계유체라고 한다.
초임계유체는 분자의 밀도 변화가 큰 것이 특징이다. 분자의 밀도는 액체에 가깝지만, 점성도는 낮아 기체에 가깝다. 밀도가 액체에 가깝기 때문에, 액체처럼 특정 성분을 잘 용해시킬 수 있다. 하지만 점도는 기체에 가깝기 때문에, 기체처럼 쉽고 빠르게 잘 흐를 수 있다. 또, 확산이 빨라 열전도성이 높기 때문에 화학반응 시, 용매로 사용하게 되면 용질 주변의 용매 농도가 극히 높아지는 성질을 가진다.
초임계상태의 이산화탄소는 여러 가지 물질을 잘 용해한다. 초임계 이산화탄소에 물질을 용해한 뒤, 이를 임계점 이하로 하게 되면 이산화탄소는 기화하여 대기로 날아가고 용질만이 남게 된다. 이 공정은 실제로 커피에서 카페인을 제거할 때 쓰인다. 초임계유체는 압력 또는 온도를 조절해서 다시 기체상으로 만들 수 있기 때문에 날아간 이산화탄소를 회수하여 재활용이 가능하다.

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