[물리화학실험]함께끓는혼합물

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[물리화학실험]함께끓는혼합물에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ.실험목적
Ⅱ.실험기구 및 시약
Ⅲ.실험이론및 원리
Ⅳ.실험과정
Ⅴ.실험결과
Ⅵ.고찰

본문내용

B-B 상호작용과 같다.
실제 용액은 A-A, A-B, 및 B-B 사이의 상호작용들이 모두 상이한 분자들로 되어 있다. 따라서 액체들이 혼합될 때는 엔탈피 변화가 일어난다. 뿐만 아니라 한 종류의 분자들이 용액 전체 속에 균일하게 분포되지 않고 오히려 약간 서로 회합하는 데 기인하는 엔트로피 변화가 나타난다. 만일 엔탈피가 크게 증가하거나(흡열) 또는 엔트로피가 크게 감소할 때는(알멩이들이 재배열되어 질서적 혼합물로 되기 때문에) 혼합 Gibbs 에너지가 양이 될 수 있다. 이때는 분리 과정이 오히려 자발적으로 일어나며 두 액체는 섞이지 않는다. 혹은 한정된 조성 영역에서만 섞이는 부분 혼합이 일어날 수도 있다.
Ⅳ.실험과정
(1) benzene 50ml + methanol 소량 첨가 (1, 3, 5, 7, 9 ml)
실험 장치를 설치한다. 냉각기에 물을 흐르도록 하고, 냉각기와 가지달린 둥근 플라 스크의 이음새부분에 기체가 새지 않도록 고무줄로 단단히 고정시킨다.
가지달리 둥근 플라스크에 벤젠 50ml를 넣고 소량의 메탄올 1ml를 넣는다.
③ 가지달린 둥근 플라스크 B부분은 고무마개로 막고, A부분은 온도계를 꽂아 고무마 개로 막는다. (온도계의 위치를 액체가 냉각기 이음새로 이동하는 부분에 위치시킨다.)
④ 가열기를 작동시켜 혼합물을 가열시킨다.
⑤ 증기가 냉각되어 C부분에 액체로 고인용액을 스포이드를 이용해 채취하여 시험관에 넣는다.
실험 ~⑤를 메탄올 양을 조절하면서 반복하여 5개의 시료를 채취한다.
⑦ 채취한 시료를 Abbe 굴절기를 이용하여 굴절률을 측정한다.
(2) methanol 50ml + benzene 소량 첨가 (1, 3, 5, 7, 9 ml)
실험 장치를 설치한다. 냉각기에 물을 흐르도록 하고, 냉각기와 가지달린 둥근 플라 스크의 이음새부분에 기체가 새지 않도록 고무줄로 단단히 고정시킨다.
가지달리 둥근 플라스크에 메탄올 50ml를 넣고 소량의 벤젠 1ml를 넣는다.
③ 가지달린 둥근 플라스크 B부분은 고무마개로 막고, A부분은 온도계를 꽂아 고무마 개로 막는다. (온도계의 위치를 액체가 냉각기 이음새로 이동하는 부분에 위치시킨다.)
④ 가열기를 작동시켜 용액을 가열시킨다.
⑤ 증기가 냉각되어 C부분에 액체로 고인용액을 스포이드를 이용해 채취하여 시험관에 넣는다.
실험 ~⑤를 벤젠 양을 조절하면서 반복하여 5개의 시료를 채취한다.
⑦ 채취한 시료를 Abbe 굴절기를 이용하여 굴절률을 측정한다.
Ⅴ.실험결과
※ 굴절율 측정 실험에서 얻은 y = ax + b 의 식을 이용하여 계산한다.
벤젠
메탄올
yB=0.187752*xB+1.354264
yM=-0.187752*xM+1.542017
xB
yB
xM
yM
0.1
1.3730392
0.1
1.5232418
0.2
1.3918144
0.2
1.5044666
0.3
1.4105896
0.3
1.4856914
0.4
1.4293648
0.4
1.4669162
0.5
1.44814
0.5
1.448141
0.6
1.4669152
0.6
1.4293658
0.7
1.4856904
0.7
1.4105906
0.8
1.5044656
0.8
1.3918154
0.9
1.5232408
0.9
1.3730402
1
1.542016
1
1.354265
(1) benzene 50ml + methanol 소량 첨가 (1, 3, 5, 7, 9 ml)
Methanol양
끓는점(℃)
굴절률
온 도 (℃)
XB
XM
XB + XM
1 mL
79℃
1.450414
23.9℃
0.512112
0.487894
1.000006
3 mL
77℃
1.443607
24.6℃
0.475856
0.524149
1.000005
5 mL
75℃
1.440594
25.3℃
0.459809
0.540197
1.000006
7 mL
72℃
1.438584
25.5℃
0.449103
0.550902
1.000005
9 mL
70℃
1.426529
25.9℃
0.384896
0.615109
1.000005
① 몰분율 구하기
1ml,
3ml,
5ml,
7ml,
9ml,
② 벤젠 50㎖에 메탄올의 양을 달리하여 구한 온도 - 조성 그래프
(2) methanol 50ml + benzene 소량 첨가 (1, 3, 5, 7, 9 ml)
Benzene양
끓는점(℃)
굴절률
온 도 (℃)
XB
XM
XB + XM
1 mL
70℃
1.363573
26.5℃
0.049581
0.950424
1.000005
3 mL
72℃
1.378225
26.4℃
0.127620
0.872387
1.000007
5 mL
75℃
1.392360
26.3℃
0.202906
0.797099
1.000005
7 mL
77℃
1.409446
26.3℃
0.293909
0.706096
1.000005
9 mL
78℃
1.418491
26.5℃
0.342084
0.657921
1.000005
① 몰분율 구하기
1ml,
3ml,
5ml,
7ml,
9ml,
② 메탄올 50㎖에 메탄올의 양을 달리하여 구한 온도 - 조성 그래프
Ⅵ.고찰
이번 실험은 많은 시행착오를 겪은 실험이었다. 사전 지식이 필요한 실험이었다. 증기를 식히기 위해 물을 계속 공급해야 줘야했다. 3구 플라스크를 물로 씻지 않고 바로 실험을 해야 하는데 씻는 바람에 드라이기로 물기를 말려서 실험해야 했다. 실험 도중 특별히 주의할 것이 있다면 고무마개를 적당히 열어 놓아야 한다는 것이다. 증기압력이 높아서 위험할 수 있기 때문이다. 증기가 액화 되는데 온도가 계속 올라가서 끓는점이 적확히 언제인지 몰랐다. 그래서 적당히 증기가 액화 되면 온도를 쟀다.
실험 결과를 도표와 하는 것도 쉽지 않았다. 생소한 최소자승법을 사용해야 했고 그래프로 만드는 것도 쉽지 않았다. 많은 시행착오와 어려움들이 있었지만 끝까지 노력해서 후회는 없는 실험이었다.
Ⅶ.참고문헌
◆ 물리화학실험 - 대한 화학회 - 청문각
◆ 물리화학실험 - Salzberg. H. W
◆ 브리태니커 백과사전
◆ MOORE 일반화학 - 일반화학교재연구회
◆ 물리화학 LAIDLER / MEISER - 제 3 판 김건역 - 자유아카데미

키워드

함께끓는혼합물,   굴절율,   이성분액체혼합물,   끓는점 측정,   아베굴절계