표면장력측정실험

목차

1. INTRODUCTION
1-1. 표면장력
1-2. 접촉각접촉방법
1-3. 모세관
1-4. 밀도
1-5. 석면
1-6. 열전도
1-7. 중력
1-8. 표면장력공식
1-9. 장력계

2. EXPERIMENTAL

3. RESULTS & DISCUSSION
3-1.겉보기 표면장력 측정값
3-2.보정도
3-3. 표면장력
3-4.부피%를 몰%로 바꾸기
3-5.토의

4. REFERENCES

본문내용

31.37(dyn/cm)
②75% 41.30(dyn/cm) 0.915 = 38.90(dyn/cm)
③50% 49.90(dyn/cm) 0.915 = 45.30(dyn/cm)
④25% 61.20(dyn/cm) 0.915 = 56.30(dyn/cm)
⑤10% 72.20(dyn/cm) 0.915 = 66.24(dyn/cm)
⑥5% 82.53(dyn/cm) 0.915 = 75.93(dyn/cm)
Table3. 부피% 표면장력 값
95%
75%
50%
25%
10%
5%
표면장력
(dyn/cm)
31.37
38.01
45.88
56.30
66.24
75.93
각각의 부피%에서의 표면장력을 보정인자를 곱해서 진짜 표면장력을 구해서 위와 같이 표로 나타내었다.
Fig.2 부피%와 표면장력그래프.
부피%와 표면장력과의 관계를 알기 위해 Table3에서의 값들은 가지고 그래프를 그리였다
Table4. 밀도값 (25 , 1atm)
증류수
메탄올
실리콘
글리세롤
밀도(g/cm3)
0.097
0.791
0.98
1.261
각각의 밀도를 이용해 부피%를 몰%로 바꾸는데 사용하기 때문에 각각의 밀도들을 문헌값에서 찾아 표로 만들었다.
6-4.부피%를 몰%로 바꾸기
부피%를 몰%로 바꾸기 위해서는 밀도와 부피와 질량과의 관계를 알아야 하고 또 몰은 분자량분에 각 시료의 질량이라는 식을 알아야한다. 그 식은 다음과 같이 표현할 수 있다
=
{ m } over { v }
와 n=
{ m } over { m }
식인데 이 식들을 연립하여 풀면 다음과 같이 식으로 나타내어 진다.
n%=
{ rho TIMES VEE % } over { m }
이 식을 이용해 몰%로 바꾸면 다음과 같다.
①95%
{ 0.78 TIMES 95% } over { 32g }
= 2.31%
②75%
{ 0.78 TIMES 75% } over { 32g }
= 1.82%
③50%
{ 0.78 TIMES 50% } over { 32g }
= 1.21%
④25%
{ 0.78 TIMES 25% } over { 32g }
= 0.61%
⑤10%
{ 0.78 TIMES 10% } over { 32g }
= 0.24%
⑥5%
{ 0.78 TIMES 5% } over { 32g }
= 0.12%
Table.5 몰% 표면장력
2.31%
1.82%
1.21%
0.61%
0.24%
0.12%
표면장력
(dyn/cm)
31.37
38.01
45.88
56.30
66.24
75.93
몰%와 표면장력과의 관계를 Table로 표시하였다.
Fig.3 몰%와 표면장력.
Table5에서의 몰%와 표면장력과의 관계를 더 쉽고 자세히 눈으로 확인하기 위해 위와 같이 그래프를 그리였다.
6-5. 토의
제가 이번에 처음으로 중간고사 이후 하는 실험으로 모든 게 나의 통제 하에 실험을 해야 한다는 압박감 때문에 실험에 대한 것을 인터넷과 여러 자료를 가지고 읽어 가면서 중요한건 체크하고 실험실에 비장한 마음을 가지고 들어갔다. 그러나 역시나 긴장이 되는건 마찬가지였다. 처음 조교님이 실험에 대해 일어나서 발표를 해야 한다는 그 말을 듣고 일어나서 하는데 넘 떨려 혀도 꼬이고 말도 꼬였다. 그러나 조교님의 한마디가 나한테는 너무 큰 힘이 되서 실험을 하는데 자신감이 생겼다.
먼저 고리를 깨끗이 씻고 용액에 담궈 실험을 열심히 한다고 했지만 다음과 같은 결과가 나왔다.
95% 75% 50% 25% 10% 5%에서는 각각31.37, 38.01, 45.88, 56.30, 66.24, 75.93 (dyn/cm)의 순으로 나왔는데 이결과가 나온 걸 비교할 문헌값은 없었지만 좀 이상하다는 생각이 들었다.
이렇게 이상한 이유로는 우리조가 실험을 하는 과정에서 여러 가지 오차가 있었기 때문이다. 오차는 다음과 같다.
처음으로 실험조건에서 였다. 우리 조는 실온18 에서 실험을 하였지만 이온도에서의 핸드북을 찾지 못해 메탄올의 밀도를 얻을때 25 의 밀도를 가지고 몰%부피로 나타내었기 때문이고 또 이 실험의 표면장력은 온도의 변화에 민감하여 온도에 따라 표면장력이 바뀔 수 있는데 우리가 실험을 한곳은 항온조가 아닌 일반 환경에서 하였기 때문에 온도가 수시로 바뀔 수 있을 수 있으므로 실험에 오차를 나타나게 했을 것이다.
두 번째로는 메탄올에서 찾을 수 있다.
메탄올을 제조 하는 과정에서 우리 조는 정확히 메스실린더로 잰다고 하였지만 그 양은 눈으로 정확히 잴 수 없으므로 용액을 만드는 과정에서 많은 오차가 났을 것이다. 그리고 메탄올은 휘발성이 강하기 때문에 표면장력을 측정하는 과정에서 메탄올이 날라 갈 수 있었기 때문에 두 번째 오차 원인이 될 수 있다.
세 번째로는 장력계를 이용해 표면장력을 구하는 과정에서 미세 조정장치를 돌릴때 똑같은 힘과 속도로 미세 조정 장치를 돌려야 하나 사람이 하는 것이므로 이것은 거의 불가능하였기 때문에 오차가 역시나 생겼다. 또 백금티타늄으로된 고리를 벤젠에 담고 메틸 메틸렌아세톤에 집어넣어야 하나 메틸 메틸렌 아센톤이 없어서 벤젠만 했기 때문에 정확히 세척이 되지 않았으며 가열을 하는 과정에서 모든 불순물들이 다 없어지지는 않았기 때문에 고리에 불순물이 표면장력에 영향을 미쳤을 것이다.
다음으로는 우리조의 미숙함이 실험에 영향을 끼쳤을 것이다. 더욱더 우리조가 장력계를 만져 봤거나 용액을 더 많이 만들어보고 씻는 과정에서 많은 생각을 하고 더욱더 신경을 썹다면야 오차는 더욱더 줄어 들 었을 것이다.
7. Refernces
1. Gilbert W. Castellan, Physical chemistry 3rd. edition, Benjamin, chapter 32, pp.799-803, 1983.
2. 신형식, "화학공학 기초실험", 전북대학교, P30~36.
3. Skoog West Holler, Analytical chemistry 7th edition, 자유아카데 미, chapter 7-8, pp. 139-176.
4. Rovert C. Weast, "CRC Handbook of Chemistry and Physics", 65th Edition, CRC pre-ss, USA, chapter F, 1984.

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