Victor Meyer 법을 이용한 분자량 측정

소개글

Victor Meyer 법을 이용한 분자량 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 제목

2. 실험일자

3. 실험목적

4. 이론적 배경

5. 시약 및 기구

6. 실험 방법

7. 결과 및 DATA 처리

8. 토의 및 고찰

9. 참고문헌

본문내용

도 매우 높은 신뢰는 얻기 힘들었다. 그리고 실험의 원활함(뒤에서 설명할 것임)을 위해 시료를 넣고 유리공의 모세관 부분을 반으로 잘라 밀봉한 뒤에 질량을 측정하였다. 매우 미량이지만 유리공의 모세관을 반으로 끊어내는 과정에서 유리가 어느 정도 불에 녹아 떨어져 나가서 작지만 어느 정도 질량의 변화에 영향을 준 것으로 생각된다.
② 실험결과에 대한 토의 및 고찰
㉠ 이번 실험은 Victor Meyer 장치를 이용하여 CHCl₃의 분자량을 구하는 실험이었 다. 여기에서 우리는 이상기체 상태방정식을 통해 분자량을 구할 수 있었고, Van der Waals 방정식을 이용해 분자량을 구할 수 있었다. 그런데, 이상기체 상태방정 식을 사용했을 때보다 Van der Waals 방정식을 이용하여 구한 값이 훨씬 더 작 음을 알 수 있다. Van der Waals 방정식은 실제기체에 적용한 식으로 기체는 자 체 체적이 있고, 인력이 존재한다는 사실을 고려하였기 때문에 이상기체 상태방정 식을 보정한 형태라고 볼 수 있다. 그래서 Van der Waals 방정식을 이용하여 구 한 값이 실제 CHCl₃분자량에 더욱 가깝다고 볼 수 있다.
㉡ 유리공을 다룰 때 매우 조심해서 다루어야 한다. 유리공은 매우 얇은 유리막처럼 존재하여 조금만 충격을 주어도 바로 깨진다. 불에 달구어 시료를 넣을 때 너무 오래 달구면 유리공은 얼마 견디지 못하고 깨지게 된다. 더군다나 손에 약간만 힘 주어 눌러도 바로 깨진다. 따라서 유리공은 되도록 너무 오래 가열시키지 말고 시 료를 넣은 유리공을 실험장치 등으로 옮길 때에는 가능하면 핀셋을 이용하는 것이 좋다.
㉢ 항온조의 온도 setting에 유의해야 한다. 항온조의 온도는 CHCl₃의 끓는점 이상으 로 맞추어야 한다. CHCl₃의 끓는점 이하로 항온조의 온도가 내려가면 CHCl₃은 기화되지 않고, 기체 뷰렛의 부피 변화도 생기지 않아 실험을 할 수 없게 된다. 수시로 온도는 체크하여 끓는점 이하가 되지 않도록 한다. 단, 모든 실험 과정에 서 온도는 일정해야 한다. (온도가 실험마다 다르면 분자량 값도 실험마다 변하는 원인이 된다. - 앞에서 설명했음.)
㉣ 유리공을 철사고리에 걸어 파괴장치를 설치하고 난 뒤, 실험을 실시하게 되면 유 리공이 달린 철사를 잡아당겨 유리공을 떨어뜨려 파괴를 시켜야 하나 유리공이 생 각보다 쉽게 깨어지지 않았다. 더군다나 유리공의 모세관 길이가 길면 증발관에 들어가지도 않는다. 유리공에 시료를 넣은 후에는 유리공 모세관을 어느 정도 잘 라내야 유리공이 증발관에 잘 들어가고 유리공이 떨어지면서 모세관 부분이 먼저 밑바닥에 닿아 유리공이 깨지지 않는 현상을 어느 정도 방지할 수 있다. 그런데 문제는 앞에서 말한 것처럼 이로 인해 유리공의 질량에 변화를 주게 된다는 점이 다. 이것은 실험에서 오차가 생길 수 있음을 알고 있으면서도 어쩔 수 없이 모세 관을 잘라 질량에 변화를 주어야 한다는 것이 매우 아쉬울 뿐이다.
㉤ 유리공에 시료를 너무 많이 넣어서는 안 된다. 시료는 기체 뷰렛의 용량을 생각하 여 넣어야 한다. 시료를 많이 넣게 되면 그만큼 시료가 기화되는 양이 많아지게 된다. 이로 인해 기체 뷰렛 내 부피는 변화되기 시작하고, 기체 뷰렛의 용량의 차 이에 따라 부피 변화를 측정할 수 있거나, 아니면 용량이 너무 작아서 눈금 밖으 로 넘어가버려 더 이상 부피 변화를 측정할 수가 없게 된다. 일반적으로 실험 때 사용한 기체 뷰렛의 용량은 50ml 정도 된다. 실험 조마다 차이가 있을 수는 있지 만 몇 번의 실험을 통해 시료의 질량이 0.32를 넘게 되면 기체 뷰렛의 용량을 넘 어서 부피 변화가 진행됨을 볼 수 있었다. 따라서 시료의 양을 어느 정도 조절하 여 넣어야 한다.
㉥ 실험 중에 시료를 유리공에 넣는 과정에서 CHCl₃의 색깔이 갑자기 노란색으로 변 하는 것을 볼 수 있었다. 실체 CHCl₃의 색깔이 무색이다. 그런데 여기서 시료를 한 번에 유리공에 넣게 되면 색깔은 변하지 않는데, 시료를 유리공에 한 번에 넣 지 못하고 여러 번 시도하여 넣게 되면 위와 같이 색깔이 노란색으로 변하는 것이 다. 클로로포름이 산화되면 포스겐(COCl₂)이 된다는 사실에 혹시 포스겐이 된 것 이 아닐까하는 추측도 해보았으나 포스겐은 무색이라는 사실을 알게 되었다. 그래 서 각종 문헌 및 인터넷을 찾아보아도 위에 관한 이유를 찾질 못했다. 현재 네이 버 지식 검색에 위의 의문 사항을 올려 놓았으니 다음에 알게 되면 추가로 정리할 생각이다.
㉦ 이번 실험도 역시 공학용 계산기를 사용하여 데이터를 분석하였다. 처음에 이상기 체 상태방정식을 계산할 때는 별 무리 없이 할 수 있었으나, Van der Waals 방정 식을 이용하여 3차 방정식을 푸는데 사용법을 몰라 한참 고민을 했었다. 그러나 아는 분의 도움으로 3차 방정식을 풀 수 있었다. 그러나 공학용 계산기로 방정식 을 풀게 되면 매우 정확한 데이터를 얻을 수 없다. 어느 정도 오차가 발생하기 때 문이다. 들은 바에 의하면 공학용 계산기에서 방정식을 푸는 원리는 구하고자 하 는 값의 시작지점 및 범위를 지정하여 빠른 속도로 값을 대입하여 가장 적당한 근 사치에서 답을 도출해낸다. 그래서 소수점 셋째에서 넷째짜리까지 오차가 날 수가 있는 것이다. 위에서 언급하지 못한 Van der Waals 방정식을 이용한 3차방정식 및 그에 대한 오차는 다음과 같다.
- 첫 번째 실험 :
=> M = 171.7842466 , 오차 : 0.00121413
- 두 번째 실험 :
=> M = 163.4156127 오차 : -0.000052055
- 세 번째 실험 :
=> M = 205.5805711 오차 : 0.00115958
- 네 번째 실험 :
=> M = 215.065233 오차 : 0.00108781
- 다섯 번째 실험 :
=> M = 160.617 오차 : 0.000935208
9. 참고문헌
<문헌 자료>
물리화학실험(탐구당) p 43~47
Physical chemistry (chapter 1)
물리화학실험(형설출판사) p83~87
<인터넷 자료>
네이버 블로그, 네이버 백과사전 - 클로로포름

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Victor,   Meyer,   분자량,   물리화학실험,   실험,   물리화학