일정성분비의 법칙

목차

1. Introduction

2. precedure

3. Data and Result

4. Discussion

5. Assignment

6. Reference

본문내용

것이다. 보일의 법칙은 ‘일정한 온도에서 기체의 압력(P)과 부피(V)는 반비례한다’는 것이고 이는 ‘PV=일정’으로 요약할 수 있다. 샤를의 법칙은 ‘압력이 일정할 때 기체가 차지하는 부피는 절대온도에 비례한다’는 법칙으로 ‘V/T = 일정’으로 말할 수 있다. 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 종합하면 온도, 압력, 부피의 상관관계( 보일-샤를의 법칙 PV/T = P1V1/T1=R)를 얻을 수 있다. 또한 아보가드로의 법칙에 의하면 0℃ (절대온도 273K), 1기압 표준상태에서 기체 1몰의 부피는 그 종류에 관계없이 22.4L이므로 이를 대입하면 기체상수 R은 0.082가 된다(R=1기압 ×22.4L /273K=0.082). 또한 기체의 부피는 몰수에 비례하므로 결국 식은 PV = nRT이 된다. 이처럼 이상기체의 상태방정식은 세가지 법칙을 종합해서 유도해낸 것이다.6)
실험결과를 이 식에 대입해서 시료의 분자량을 구하면, (P=752mmHg, 1003hpa T=15℃) 시료 A는 115.37g/mol, 시료 B는 98.891g/mol이 나온다. 이론적으로 Na2CO3의 분자량은 106이고 NaHCO3는 84 인데 실험결과는 이와 조금 오차가 있었다. 이산화탄소를 모으면서 수면의 높이를 같게해줘야 하는데 높이를 맞추기가 어렵고 이산화탄소보다 낮아질 경우 다시 올라가기도 했기 때문이다. 그렇지만 분자량의 상대적인 차이를 고려했을 때 시료 A는 Na2CO3 이고 시료 B는 NaHCO3라는 것을 알수 있다.
이처럼 실험 과정에서 많은 오차가 있었지만 그래도 이번 실험을 통하여 일정성분비의 법칙과 이상기체의 상태방적식을 잘 이해할 수 있었다.
5. Assignment
토의 1. Na2CO3와 NaHCO3중 어느쪽에서 더 빨리 이산화탄소가 빠져나가나?
Ans) 반응속도를 결정짓는 요인에는 표면적의 크기, 농도, 온도등 여러 가지가 있는데 이 질문에 대한 답변에서는 농도라는 개념이 필요하다.
실험결과를 보면 NaHCO3에서 더 빨리 이산화탄소가 빠져나간다. 그 이유는 이산화탄소가 빠져나갈때의 반응식을 보면 알수 있다.
· Na2CO3 + 2 HCl -> CO2 + H2O + 2NaCl
· NaHCO3 + HCl -> CO2 + H2O + NaCl
Na2CO3 1몰은 2몰의 HCl과 반응하고 NaHCO3은 1몰의 HCl과 반응한다. 위에서도 말했듯이 농도는 반응속도를 결정짓는 요인중의 하나인데, 두 반응에서 우리는 똑같은 양(5mL)의 HCl을 가하였었다. 그렇기 때문에 상대적으로 NaHCO3과 반응하는 HCl의 농도가 큰 것이다. 농도가 클수록 반응속도가 커지므로 NaHCO3에서 이산화탄소가 더 빨리 빠져나가는 것이다.
토의 2. 위의 실험 A에서, 무게 변화가 급격히 일어난 다음에도 시간에 따라 계속해서 무게가 감소하는 것을 볼 수 있을 것이다. 왜 그럴까? 그 원인을 생각해 보자. 그리고, 이 실험에서 생길 수 있는 또 다른 오차요인들을 생각해 보자. 이러한 오차들을 줄이려면 어떻게 실험 과정을 고치면 좋을까?
Ans) 반응을 하고 난 후 생성된 물질은 CO2, H2O, NaCl이 있다. 반응을 하고 나면 열이 발생하게 되는데 이 열에 의해 H2O가 조금씩 증발하기 때문에 무게가 조금씩 감소하는 것이라고 생각한다.
또한 이 실험에서 생기는 오차요인으로는 시료를 가루로 사용했기 때문에 입김이나 바람에 의해 시료가 날아갈 가능성도 들 수 있다. 반응속도를 증가시키기 위해 시료를 가루로 사용하였지만, 이 오차를 줄이기 위해서는 조금 더 굵은 가루를 사용하는 것도 좋을것이라 생각된다.
그리고 시료를 매우 적은양을 쓰다보니 아주 작은 오차에도 실험결과가 크게 바뀔 가능성이 있다. 시간이 좀더 걸리더라도 좀 많은 양을 반응시켜 정확한 실험결과를 얻는 방법도 좋을 것이다.
6. Reference
1) http://kr.encycl.yahoo.com/final.html?id=120492
2) http://kr.encycl.yahoo.com/final.html?id=154174
3) http://kr.encycl.yahoo.com/final.html?id=154180
4) http://home.knue.ac.kr/~bk21sciedu/m33.htm
5) http://science.kongju.ac.kr/highschool/chem/물질세계의규칙성
/material/html/mtest-28.html
6) http://www.chemmate.com/su/o14.htm

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