물리실험 - 이상기체 상태방정식 분자량측정

소개글

물리실험 - 이상기체 상태방정식 분자량측정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

. 실험 방법
① 온도계를 보정하기 위해 비커에 물을 채운 후 100℃ 까지 가열한 후 온도를 확인하고, 확인이 되었으면 비커에 얼음을 채워 0℃를 확인한 후 실험에 사용 될 온도계가 정확 한지 먼저 알아본다.
② 50mL 용량 플라스크에 물을 채우고 메스실린더에 옮겨 플라스크의 전체 부피를 측 정한다. (이 때 오차를 줄이기 위해 플라스크를 완전히 물기 없도록 말린다.)
③ 화학 저울을 이용하여 알루미늄 호일로 입구를 막은 채로 50mL 플라스크의 처음 무 게(W1)를 측정한다.
④ CCl4를 3ml 넣고 알루미늄 호일의 중심에 작은 구멍 하나를 뚫는다.
⑤ 플라스크를 핫플레이트로 가열하여 내부의 CCl4를 기화시키고 액체 CCl4가 없어지면 가열을 멈춘다.
⑥ 화학 저울을 이용하여 플라스크의 무게(W2)를 측정한다.
⑦ 측정된 무게들로부터 가열 후 남은 CCl4의 무게(W2-W1)를 측정한다.
⑧ 이상 기체 상태 방정식을 통해 CCl4의 분자량을 계산한다.
Ⅳ. 결과 및 계산
1. 결과 ( 1차)
① 플라스크 부피 : 62.9 ml = 0.0629L
② 플라스크 무게 : 52.96g
③ 의 끓는점 : 78℃ = 351.15K
④ 를 포함한 플라스크의 무게 - 1차 : 53.24g
2차 : 53.23g
3차 : 53.26g
평균 : 53.24333g
⑤ 계산식
이므로,
플라크스
부피(ml)
(g)
끓는점(℃)
(g)
이론값
(g/mol)
실험값
(g/mol)
오차(%)
1차실험
62.9
52.96
78
53.24
153.82
128.18
16.67
2차실험
62.9
52.96
78
53.23
153.82
123.60
19.65
3차실험
62.9
52.96
78
53.26
153.82
137.33
10.72
Ⅴ. 고찰
물리화학 첫 실험이라서 그런지 오히려 겁을 먹었으나 실험에 들어가기 앞서 교수님이 자세하게 설명을 해주셨기에 순조롭게 실험을 시작할 수 있게 되었다. 처음 온도계부터 보정하였다. 그러나 실험을 진행 할수록 우리의 실험은 온도계의 보정을 할 필요가 없었다. 좀 민망하기도 했으나 그래도 다음 실험에서 쓰일 온도계 보정을 해봤다는데 의의를 두었다. 첫 번째 실험에서 결과가 생각보다 이론치보다 오차가 컸다. 분자량 측정법의 경우 알루미늄 구멍을 통해 외부 공기와 섞일 수 있기 때문에 어느 정도 오차를 예상했었지만 실험을 하는데 있어서 무게, 부피, 온도 측정에서 도저히 의심할 여지가 없음에도 불구하고 이러한 오차가 생겼다는 점은 도저히 납득이 되지 않았다. 이번 실험에서 오차가 난 요인으로는 먼저 플라스크 부피의 측정을 들 수 있다. 플라스크에 물을 가득 담아서 그 부피를 구해야 했는데, 메스실린더로는 정확히 그 값을 읽을 수가 없었고, 또한 메스실린더 자체의 오차도 있었기 때문에 정확한 부피를 구하는 데는 많은 어려움이 있었다. 또한 이상기체 상태방정식으로 풀어야 하지만 우리가 사용한 것은 이상기체가 아니었으므로 오차가 날 수 있다는 결론을 조심스럽게 내려본다. 다음 요인으로는 가 모두 증기가 되어 더 이상 끓지 않을 지점을 지나쳐 지나치게 끓였지 않았나 하는 생각도 해보게 된다. 두 번째, 세 번째 실험에 이어서도 똑같이 했지만, 오차를 줄이기에는 또 다른 이유가 있었나 생각해보게 된다. 만약에 플라스크 무게에의 오차를 든다면 실험과정을 거치면서 소량의 불순물 들이 섞여 최초 비커 무게가 조금씩 증가하였을 것으로 예상되는데 우리는 계산치보다 CCl4의 양이 작았다. 그럼 무슨 이유인지 또 생각해보게 되었는데 또 다른 오차의 이유는 장치 내 기밀이 유지되지 않아 기체가 세어나간 상황을 고려해 보았는데 기체가 세어나갔다면 w이 작아져 분자량이 작게 계산되므로 이러한 요인도 생각해볼 수 있다. 지금 생각해보면 가장 큰 이유는 플라스크를 가열할 때 호일의 구멍을 너무 작게 뚫어서 플라스크의 압력이 높아져서 액체 사염화탄소가 밖으로 흘러나왔기 때문에 결국 완전히 기화가 되지 않고 액체로 분출되었기 때문에 결국 기화된 사염화탄소의 양이 기대치보다 작았다고 보인다. 이번의 실패를 통하여 다음번 실험에서는 작은 점이라도 그냥 넘어가지 않고 좀더 세심하게 실험을 하도록 하겠다.
.Ⅵ. 참고문헌
물리화학 RAYMOND CHANG 형설출판사
물리화학 제3판 CASTELLAN 희중당
물리화학 이재원 녹문당
물리화학실험대한화학회청문당1999
물리화학실험최재시 외 2명형설출판사1983
물리화학실험이익춘 외 2명탐구당1992
물리화학실험김성규 외 22명대한화학회1999

키워드

기체의 분자량,   온도와 샤를의 법칙,   아보가드로의 가설