물리화학 - [Abbe 굴절계 이용]

소개글

물리화학 - [Abbe 굴절계 이용]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험목적
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실험원리 및 이론
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P.2

1. 굴절률의 정의
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2. 기본원리
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P.3

3. 복사선의 투과와 굴절
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P.5

4. 굴절률의 표기
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P.6

5. Abbe 굴절계의 사용법
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P.6

6. Abbe 굴절계의 눈금 읽는 법
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P.6

7. Abbe 굴절계 사용시 주의사항
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P.7

실험기구 및 시약
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실험과정
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P.7

실험결과
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P.8

【실험1】원액의 굴절률 측정
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P.8

【실험2】메탄올-벤젠 혼합용액의 굴절률 측정
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P.8

【몰분율에 따른 굴절률 그래프】
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P.9

논의 및 고찰
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P.11

감사의 글, 참고문헌
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P.11

본문내용

체적으로 무채색일 때 관찰이 용이하므로 우선은 미동나사를 돌려서 상의 색이 무채색이 되도록 맞춘다.
③ 상이 무채색으로 맞춰지면 조동나사를 돌려서 음영의 경계면이 나타나는 곳을 찾는다.
④ 조동나사를 돌려서 음영의 경계면이 십자선의 가운데를 통과하도록 조절한다.
⑤ 경계면이 흐려서 관찰하기가 어려우면 미동나사를 돌려서 경계를 명확하게 잡는다.
⑥ 눈금은 10-3단위로 표기되어 있으므로, 목측으로 10-4단위까지 측정한다.
7. Abbe 굴절계 사용시 주의사항
① 연한 유리프리즘에다 비누나 어떤 알칼리성 물질을 사용하면 안 된다.
② 온도가 1° 변함에 따라서 대부분 액체의 굴절률은 소수점 이하 넷째 자리에서 1내지 2단위로 변한다.
③ 빛의 장 가장자리를 십자선의 중심부에 정확하게 일치시키려면 양 방향에서 맞춰라. 높은 굴절률 방향에서 몇 번 읽고 낮은 굴절률 방향에서 몇 번 읽어라.
④ 증발이 일어날 경우에는 휘발성이 작은 물질이 용질이건 용매이건 또는 불순물이건 더 농축되기 때문에 굴절률이 달라질 수 있다(이는 매우 순수한 물질의 경우에는 그다지 중요하지 않다. 불순물이 0.1%로부터 1%까지 농축되기 위해서는 용매 90%가 제거되어야 한다).
⑤ 프리즘이 항온 유지되어 있지 않으면 측정할 때만을 제외하고는 불을 꺼라.
⑥ 증류수는 손쉬운 기준 액체이다.
실험기구 및 시약
◎ 실험기구 : 아베굴절계, 비커, 스포이드, 피펫
◎ 실험시약 : 증류수, 에탄올, 벤젠, 메탄올, 사염화탄소, 아세트산
실험과정
【실험1】원액의 굴절률 측정
① 증류수, 에탄올, 벤젠, 메탄올, 사염화탄소, 아세트산 소량을 빈 비커에 담는다.
② 아베굴절계의 프리즘을 증류수로 닦아준 후 측정하고자하는 원액으로 다시 닦아준다.
③ 측정하고자 하는 원액을 프리즘에 적당량 떨어뜨리고 덮는다.
④ 뚜렷해진 밝은 부분과 어두운부분의 경계를 표시의 중심에 오도록 맞춘다.
⑤ 위의 눈금에서 소수점 여섯째자리 눈금까지 읽는다.
⑥ 측정이 끝난 아베굴절계의 프리즘을 닦아낸 후 다시 증류수로 닦고 다른 원액도 위와 동일한 과정을 통해 굴절률을 측정한다.
【실험2】메탄올-벤젠 혼합용액의 굴절률 측정
① 비커 6개를 준비하고 각 비커에 아래표의 비율로 혼합한다.
<단위 ml>
비커
용액
C1
C2
C3
C4
C5
C6
벤 젠
1
2
3
4
5
6
메탄올
6
5
4
3
2
1
② 아베굴절계의 프리즘을 증류수로 충분히 닦아낸 후 각 비율로 혼합된 벤젠 - 메탄올 혼합용액의 굴절률을 원액 굴절률 측정 할 때와 같은 방법으로 측정한다.
실험결과
【실험1】원액의 굴절률 측정
증류수
(H2O)
벤젠
(C6H6)
메탄올
(CH3OH)
사염화탄소
(CCl4)
에탄올
(CH3CH2OH)
아세트산
(CH3COOH)
굴
절
률
측정값
1.34045
1.50657
1.33602
1.46761
1.37034
1.38241
이론값
1.3330
1.5010
1.32855
1.453
1.3623
1.397
【실험2】메탄올-벤젠 혼합용액의 굴절률 측정
분자량(M)
비중(d)
혼합비율(V)
질량(w)
몰수(n)
Ben
MeOH
Ben
MeOH
Ben
MeOH
Ben
MeOH
C1
78.11
(g/mol)
0.876
(g/ml)
32.04
(g/mol)
0.795
(g/ml)
1ml
6ml
0.876g
4.770g
0.0112
mol
0.1489
mol
C2
2ml
5ml
1.752g
3.975g
0.0224
mol
0.1241
mol
C3
3ml
4ml
2.628g
3.180g
0.0336
mol
0.0993
mol
C4
4ml
3ml
3.504g
2.385g
0.0449
mol
0.0744
mol
C5
5ml
2ml
4.380g
1.590g
0.0560
mol
0.0496
mol
C6
6ml
1ml
5.256g
0.795g
0.0673
mol
0.0248
mol



C1
C2
C3
C4
C5
C6
굴절률
1.36118
1.38130
1.40955
1.43346
1.45767
1.48477
몰분율
(X)
Ben
0.0700
0.1529
0.2528
0.3764
0.5303
0.7307
MeOH
0.9300
0.8471
0.7472
0.6236
0.4697
0.2693
【몰분율에 따른 굴절률 그래프】
① Benzene
② MeOH
논의 및 고찰
물리화학 책과 교수님의 이론 수업을 듣고 막상 실험에 임하려고 하니 조금은 긴장도 되긴 했으나 실험을 시작하기 전 교수님께서 한번 더 자세히 설명해주셔서 원활하게 실험을 시작할 수 있었다. 우리는 처음부터 시약을 넣고 굴절률을 측정하려고 해서 자칫하면 물로 보정하는 작업을 빠뜨릴 뻔 했다. 그러나 교수님께서 상세히 가르쳐 주시면서 이번 실험은 잘 해나갈 수 있었다. 처음에는 상이 흐릿하게 보여서 눈이 너무 아팠는데 알고 보니 왼쪽에 빛을 넣어주는 부분을 정확하게 꼽지 않아서 다음 실험을 할 때도 항상 그것을 신경 쓰면서 하게 되었다. 이번 실험을 하면서 오차를 줄이기 위해 항상 프리즘과 거울을 잘 닦아주고 낮은 농도의 물질부터 서서히 높여가면서 실험을 하였으며, 심지어는 창가에 들어오는 햇빛마저도 실험에 영향을 끼칠 수 있기 때문에 그늘 쪽으로 굴절계를 옮겨서 실험을 했던 것이 좋은 실험 결과를 얻을 수 있지 않았나 생각이 된다. 6가지의 원액과 2가지의 혼합 용액을 만드는 것은 쉬웠으나 계속 측정하면서 눈이 피로하고 아팠던 것이 이번 실험에서 가장 힘들었다. 대체적으로 실험은 순조롭게 끝내게 되었다. 그리고 혼합액 굴절률 측정에서는 벤젠의 양이 메탄올의 양보다 상대적으로 많아짐에 따라 굴절률이 크게 나오는 것을 관찰 할 수 있었다. report를 쓰면서 최소자승법 그래프를 구했는데 실험값의 곡선과 생각보다 오차가 많이 나지 않아서 이번 실험을 잘했구나 하는 맘에 너무 뿌듯했다.
참고문헌
물리화학 RAYMOND CHANG 형설출판사
물리화학 제3판 CASTELLAN 희중당
물리화학 이재원 녹문당
물리화학실험 대한화학회 청문당 1999
물리화학실험 최재시 외 2명 형설출판사 1983
물리화학실험 이익춘 외 2명 탐구당 1992
물리화학실험 김성규 외 22명 대한화학회 1999

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