분자량측정

목차

1. INTRODUCTION
1-1. 실험목적
1-2. 이론

2. EXPERIMENTAL
2-1 기구 및 시약
2-2 실험 절차

3. RESULTS&DISCUSSION
3-1 RAW DATA
3-2 RESULTS
3-3 DISCUSSION

4. REFERENCES

본문내용

안의
부피(ml)
에테르
0.303
0.513
0.21
20.5
클로로포름
0.434
0.505
0.071
19.1
벤젠
0.267
0.325
0.058
13.3
Table 2.로부터 실험의 시료의 실제 무게를 알 수 있었는데, 에테르는 0.21g이고, 클로로포름은 0.071g, 벤젠은 0.058g이었다. 또한, 부피에서는 에테르 20.5ml, 클로로포름 19.1ml, 벤젠 13.3ml이었다.
3-2. RESULTS
실험에서 나온 Raw data(Table 2)를 이상기체 상태방정식에 대입하여 시료의 분자량 값을 계산하여, 여기서 나온 실험값과 시료의 분자량 값을 비교하여 보았다.
Table 3. 시료의 분자량 이론값과 실험값
시료의 종류
이론값
실험값
에 테 르
(디-에틸에테르)
74.12
306.36
클로로포름
119.38
113.85
벤 젠
78.11
133.60
Table 3.은 Table 2.에서 측정한 부피 변화량 값을 가지고 이상기체 상태방정식의 변형식인 다음 식에 대입하여 분자량(실험값)을 계산하였다.
M={mRT}over{PV}
여기에서
m
와
V
의 값이 Raw Data에 나와있고 기체상수
R
은 Introduction에 나와있듯이
R=0.0821(atm CDOT L/mol CDOT K)}
,
T
는 바깥통과 증발관 안의 온도가 같으므로 물의 끓고 있으므로 물의 끓는점인 373.15
K
,
P
는 대기압(1
atm
)을 대입하여서 기체의 분자량(
M~
)을 얻었다.
클로로포름의 분자량(실험값) :
M ={wRT} over {PV}={({0.071g}×{0.0821atm·l·{K^-1}·{mol^-1}×373.15K})} over {1atm×0.0191}={113.85 g·mol^-1}
에테르의 분자량(실험값) :
M ={wRT} over {PV}={({0.21g}×{0.0821atm·l·{K^-1}·{mol^-1}×373.15K})} over {1atm×0.021}={306.36 g·mol^-1}
벤젠의 분자량(실험값) :
M ={wRT} over {PV}={({0.058g}×{0.0821atm·l·{K^-1}·{mol^-1}×373.15K})} over {1atm×0.0133}={133.60 g·mol^-1}
위의 Table 3에서 알 수 있듯이 실험값과 이론값이 차이가 너무 크게 났다.
3-3. DISCUSSION
이번 실험은 Victor Meyer 장치를 이용하여 휘발성 물질의 분자량을 이상 기체 방정식 PV = nRT 을 이용하여 정확한 값이 아닌 대략적인 값을 구해 보는 실험이었다. 실험에 사용되는 시료는 미소량을 사용하기 때문에 이번 실험은 정확성과 정밀함을 요구하는 실험이었다. 그런 것을 요구하는 실험인 만큼 오차가 발생할 우려가 많은 실험이었다.
오차 원인을 찾아보면 먼저 Victor Meyer 작은 공 안에 시료를 넣는 과정에서 공기의 응압을 이용하여 공 안에 시료는 넣는데, 공과 시료 사이의 관 사이에 잔량의 시료가 남아 있었고, 그것을 시료의 무게에 포함을 시켰으나, 실질적인 실험에는 그 양은 관여를 하지 않은 결과를 낳았다. 이는 실험전에 그 시료가 빨려들어가는 관을 가열하여 그 안에 시료를 증발 시켜야 하는 데 휘발성 물질을 사용하는 관계로 화재의 우려 탓에 가열을 하지 못하였다. 그리고 파괴장치를 준비를 하지 못하고, 실험을 진행을 시켰는데 인위적으로 작은 공을 파괴시킬 때 충격으로 인해 시료가 증발관 속으로 들어가지 않고 밖으로 빠져 나가는 부분도 있었고, 또한 작은 공을 파괴시킬 때 손에서 차가운 기운을 느낄 수 있었다. 이는 순간의 증기의 유출이 있지 않았나 생각이 들었다.
또한, 기체의 증기 발생이 과연 100℃란 조건에서 이루어졌나 하는 것이었다. 물이 100℃에서 끓는 다는 전제에 실험을 진행하였으나, 물이 과연 정확한 100℃에서 끓지 않았을 것이라는 점이다. 이는 불순물의 첨가로 인한 것과 환경의 습도의 영향을 들 수 있다.
실험시 압력에 관해서 압력의 측정을 기체 뷰렛 안의 물의 높이와 수준 맞추는 물통 안의 물의 높이를 맞춤으로써 압력이 대기압과 같다는 결과를 얻기 위해 실험을 그렇게 하였지만. 특별한 고정 장치 없이 실험을 진행하다보니, 시료가 증기로 변해감에 따라 기체 뷰렛 안의 물의 높이가 낮아짐에 따라 수준 맞추는 물통 또한 같은 수위로 내려가야 하는데, 눈으로 측정하는 것이라 정확성에 문제가 있을 것이라 생각이 들었다.
이번 실험을 통해 휘발성 물질의 분자량을 대략적인 값을 얻을 수 있었다. 막연히 알고 있었던 이상기체 방정식을 간단하지만, 실질적으로 적용해 보는 실험을 하게 되어서 좋았다.
4. REFERENCES
[1] 신형식, "화학 공학 기초실험(Laboratony Manual)", 전북대 환경·화학공 학부, 실험 5번, P.18∼22.
[2] http://100.empas.com/entry.html/?i=79548&v=&Ad=photorental.
[3] http://bcjeon.netian.com/학습자료/과학자/보일.htm.
[4] http://pjs310.hihome.com/과학자/샤를.htm.
[5] http://www.chemscript.net/cal/chemlaw/chemlaw.php14.
[6] http://100.naver.com/100.php?id=126466&cid=AD1033036743044&adflag=1
[7] http://www.ezchem.pe.kr
[8]http://websearch.naver.com/search.naver?where=webkr&query=%BA%D0%C0%DA%B7%AE%C3%F8%C1%A4&xc=&qt=df&f=all&r=&st=s&fd=1&start=11&display=10&domain=&dftf=&qf=1&qvt=0.
[9]http://websearch.naver.com/search.naver?where=webkr&query=%BA%D0%C0%DA%B7%AE%C3%F8%C1%A4&xc=&qt=df&f=all&r=&st=s&fd=1&start=21&display=10&domain=&dftf=&qf=1&qvt=0.

키워드

화학공학기초실험,   분자량측정,   Victor Meyer법,   이상기체방정식,   포말레포트,   분자량