[화학과 물리화학 실험] Partial molar volume(부분몰랄부피측정)

소개글

[화학과 물리화학 실험] Partial molar volume(부분몰랄부피측정)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

없음

본문내용

위해 미리 계산한 양 NaCl 43.83g을 넣어야 하는데 우리는 43.868g의 염화나트륨을 넣었는데, 이는 3.0026M이었다. 무게를 잰 염화나트륨과 증류수로 250mL 부피 플라스크의 표선 까지 묽혀 수용액을 만들고, 그를 취해 1/2, 1/4, 1/8, 1/16으로 희석시킨 수용액을 만들었다. 이 때 각 희석은 수용액 125mL를 취해 250mL 부피 플라스크의 표선까지 증류수로 묽혀 만들었다.
빈 비중병(공기로 채워진 비중병)의 무게를 재고, 증류수를 담았을 때, 각각의 수용액을 담았을 때의 비중병의 무게를 쟀다. 이때는 25℃로 유지시킨 항온조에 담가두어 열적 평형을 이루었을 때 무게를 재었고, 비중병 밖에 묻은 물기는 모두 닦아내고 무게를 재었다. 또 손의 지문 등으로 인하여 무게의 변화가 생길 우려가 있어 장갑을 벗지 않았다.
5. 실험결과
Table.1 몰농도에 따른 W, W,W의 무게
몰농도
W(g)
W(g)
W(g)
비중병부피(ml)
3 M
89.61
85.45
50.96
34.54
1.5 M
87.20
85.22
52.65
32.62
0.75 M
84.41
83.33
52.30
31.07
0.375 M
86.08
85.45
50.96
34.54
0.1875 M
85.59
85.22
52.65
32.62
18℃ 에서의 물의 밀도 :0.9866g/ml 이용하여 비중병 부피 구함
(1) 용액의 밀도(d)와 몰랄농도(m)와 몰랄농도의 제곱근 계산
밀도 : d=W/V
W : 용액의 무게 = solution있는 pycnometer무게 - 빈 pycnometer무게
V : 30mL pycnometer에 들어간 용액 부피
몰랄농도(m) m = (1000[NaCl])/(1000d-58.44[NaCl])
1) 3.0M NaCl용액
① 밀도 d=W/V
② 몰랄농도 m
③
2) 1.5M NaCl용액
① 밀도 d=W/V
② 몰랄농도 m
③
3) 0.75M NaCl용액
① 밀도 d=W/V
② 몰랄농도 m
③
4) 0.375M NaCl용액
① 밀도 d=W/V
② 몰랄농도 m
③
5) 0.1875M NaCl용액
① 밀도 d=W/V
② 몰랄농도 m
③
table 2. 몰농도에 따른 계산한 용액의 밀도, 몰랄농도, 몰랄 농도의 제곱근
몰농도
밀도(g/mL)
몰랄농도(m)
3 M
1.119
3.179
1.783
1.5 M
1.059
1.544
1.243
0.75 M
1.033
0.758
0.871
0.375 M
1.017
0.377
0.614
0.1875 M
1.010
0.188
0.434
(2) 몰랄농도 제곱근()에 대한 겉보기 몰랄부피()
W : solution이 채워졌을 때 pycnometer의 무게
Wo : 순수한 물로 채워졌을 때 pycnometer의 무게 (81.4566g)
We : 빈 pycnometer의 무게
M2 : NaCl의 molecular weight
m : 몰랄농도
d : mixture의 밀도
do : 물의 밀도
3.0M
1.5M
0.75M
0.375M
0.1875M
(mL/mol)
52.191
55.147
56.529
55.415
57.802
Φ
0.434
57.802
0.614
57.415
0.871
56.529
1.243
55.147
1.783
52.191
table 3. 몰농도와 겉보기 몰랄 농도 Fig.1 몰농도 제곱근에 대한 겉보기 몰랄 부피
(3) (y절편)과 (기울기)
y=-1.349x + 59.864
=59.864(mL/mol)
( : 농도0인 지점까지 외삽한 겉보기 molar volume)
기울기 = -1.349
(5) (물의 분몰부피), (NaCl의 분몰부피)
(mL/mol)
1) 3.0M NaCl용액
①
②
2) 1.5M NaCl용액
①
②
3) 0.75M NaCl용액
①
②
4) 0.375M NaCl용액
①
②
5) 0.1875M NaCl용액
①
②
table 4 .몰랄농도의 변화에 따른 , 의 변화
3.M
1.5M
0.75M
0.375M
0.1875M
(mL/mol)
50.891
52.627
52.299
50.957
52.649
(mL/mol)
56.256
57.349
58.102
58.622
58.986
6. 고찰
이번 실험은 조성을 미리 알고 있는 용액(NaCl-H2O)에서 NaCl과 H2O의 분 몰랄 부피를 결정하는 실험이었다.
각기 다른 용액의 조성에 따른 이성분 용액의 무게와 비중병의 실험으로 구한 부피를 이용하여, 밀도를 구하고, 겉보기 부피와 겉보기 몰랄 부피 등으로 그래프를 그려 분몰랄 부피를 계산했다.
정확한 3M의 용액을 제조했어야 했는데 NaCl의 정확한 무게 측정이 어려워 정확한 몰농도의 용액을 만들지 못했고, 희석 시키는 동안의 손실 등을 감안해 점점 희석시킬수록 정확한 농도를 얻기는 더 어려웠을 것이라 생각된다. 또 부피를 재는 유리 기구를 사용 할 때 메니스커스를 정확히 읽어야하는데, 그 또한 사람의 개인적인 성향에 따라 다를 수 있어 그 또한 오차의 원인으로 볼 수 있을 것이다. 또 실험에서 18℃의 항온상태를 유지시켜줘야 했는데, 18℃를 유지하는것이 생각보다 어려워 일정히 유지되지 못한것 같다.
이 실험을 통해 각기 다른 용액의 조성에 따른 이성분 용액의 무게와 비중병의 실험으로 구한 부피를 이용하여 밀도를 구하고, 겉보기 부피와 겉보기 몰랄 부피 등으로 그래프를 그려 분몰랄 부피를 계산했다.
실험을 하는 과정에서 농도의 변화에 따라 밀도가 변하고 그에 따라서 분몰랄 부피가 변한다는 것을 알게 되었다.
7. References
[1]. 신형식, Laboratory Manual, 전북대학교 환경화학공학부, 전북대(전주), p6-10, 2005
[2]. http://mbel.kaist.ac.kr/lecture/che201/ch2.pdf
[3]. Gibert W. Castellan, PHYSICAL CHEMISTRY, Third edition, University of Maryland.
[4]. Rovert H. Perry, Perry;s Chemical Engineer's Hand book, 6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985

키워드

화학,   물리화학,   실험,   부분몰랄부피측정