화학평형상수 구하기

소개글

화학평형상수 구하기에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

<준비물>
기구 : 100×20mm 시험관(7개), 25mL 눈금 실린더, 5mL 피펫 2개, 10mL 피펫 1개, 100mL 비커, 스포이트, 시험관 꽂이, 자, 유성펜
시약 : 0.2M Fe, 0.002M KSCN(갓 만든 것)
<실험 방법>
1.준비하기
6개의 시험관에 1번부터 6번까지 번호를 매기고 시험관 꽂이에 나란히 세운 다음 5mL 피펫을 사용하여 0.002M KSCN 용액 5mL씩을 취하여 6개의 시험관에 각각 담는다. 7 번 시험관은 용액을 버리는 데 사용한다.
0.2M 용액을 피펫을 사용하여 5mL를 취하여 1번 시험관에 넣고 흔들어서 잘 섞이도록 한다(이때 이온은 전부 로 바뀐다고 가정한다. 따라서 이 시험관이 표준용액으로 쓰인다.).
2.희석하기
*지금부터는 다양한 농동의 용액을 재조한다.
2번 시험관: 25mL 눈금실린더에 0.2M 용액 10mL를 채우고, 여기에 증류 수를 가하여 전체 부피가 25mL가 되도록 한다. 이것을 100mL 비커에 옮겨 잘 섞은 다음, 이 용액 5ml를 취하여 2번 시험관에 넣고 흔들어 잘 섞는다.
3번 시험관: 항의 비커에 남은 용액 10mL를 취하고 25mL 눈금실린더에 옮긴 다음 증류수를 가하여 전체 부피가 25mL가 되도록 한다. 이것을 비커에 옮겨서 잘 섞은 다음 이 용액 5mL 취하여 3번 시험관에 넣고 흔들어 잘 섞는다.
이와 같은 조작을 되풀이하여 점차 묽힌 용액을 차례로 6번 시험관까지 채 운다. 조작이 되풀이될 때마다 눈금 실린더와 비커를 깨끗이 씻어야 한다. 그리고 모든 시험관이 준비되면 시험관 용액의 높이를 측정하여 기록한다.
3.색 비교하기
흰 종이 위에 1번과 2번 시험관을 나란히 세운다. 1번(표준용액)과 2번 시험관을 위에 서 내려다 본다. 어느 시험관의 색이 진한가? 아마 1번 시험관이 진하다고 느낄 것이 다. 두 시험관의 색이 같아지도록 1번 시험관에 든 용액을 빈 시험관으로 옮긴다. 두 시험관의 색을 구별하기 어려우면 1번 시험관의 용액을 스포이드로 많이 취한 다음 다 시 한 방울씩 첨가해 가면서 2번 시험관과 비교해 본다.
위에서 관찰한 두 시험관의 색이 같아졌으면 1번 시험관 용액의 높이(1)를 자로 측정하 고 기록한다.
위에 과 의 방법으로 1번 시험관과 3, 4, 5, 6번 시험관을 비교하고 1번 시험관의 높이를 기록한다. (주의: 용액의 높이는 1번 시험관만 줄어드는 것을 잊지 않는다.)
4. Results (실험 결과)
1) [FeSCN2+] 농도()와 초기농도(a, b)
시험관
번호
시험관의
높이(cm)
표준용액의 높이(cm)
[FeSCN2+] 농도()
[Fe3+]초기농도()
[SCN-]초기농도()
1
2
3
4
5
6
* 표준용액의 높이는 각 시험관과 비교된 1번 시험관의 높이이다.
2) 평형상수 (K)
시험관 번호
[Fe3+]평형농도
[SCN-]평형농도
[FeSCN2+]평형농도
K
1
2
3
4
5
6
5. Question (문제)
1) 평형상수의 용도는 무엇인가?
반응의 진행척도이죠 평형상수는 절대적으로 온도에만 의존하며 다른것에는 의존하지않습니다. 평형상수는 말그대로 반응의 진행성척도입니다.
평형상수(K)와 반응지수Q)가 있는데 정방향으로 진행되는 반응상수를(K)라고 하였을때
K>Q 이게 되면 반응이 정반응쪽으로 평형을 이룰때(Q=K)인 상태까지 진행되며
Q>K 이면 반응이 역반응으로 진행됩니다.
보통 K>1 인경우는 정반응이 우세하다고판단하시면 되고
K<1 인 경우는 역반응이 우세하다고 보시면 됩니다.
2) 시험관의 지름이 동일해야 하는 이유는 무엇인가?
지름을 동일하게 해주는 이유는 이것이 통제변이이기 때문인데 실험조건을 같게 해주기 위함이다. 조작변인은 용액 농도이며 종속변인은 그에 따른 용액의 색이다. 지름은 표면적을 의미하고 표면적을 같게 해줌으로 인해 온도의 변화를 같게 해준다.
3) Lambert-Beer법칙에 대해 설명하라.
세기 를 가지는 입사광선이 n개의 흡수물질을 포함하고 있는 길이가 b인 셀을 통과하면 복사선이 물질에 흡수되어 그 세기가 I로 감소됩니다. 이제 여기서 면전 S와 매우 작은 두께 dx를 가지는 셀의 절단면에 대해 고려해보겠습니다. 이 절단면 내에 dn개의 흡수입자가 존재하고 각 입자들은 광자를 포획할 수 있는 표면을 가지고 있다고 생각할 수 있습니다. 이들의 전체 포획 면적을 dS라고 한다면 전체 면적에 대한 포획면적의 비는 dS/S가 됩니다.
다음 이 절단면에 입사되는 광선의 세기를 Ix로 하고, Ix는 당 광자 수에 비례하고 dIx는 절단면 내에서 흡수된 양을 나타냅니다. 따라서 흡수된 분율은 I량이 감소하기에 -dIx/Ix로 나타냅니다.
4) 시험관의 온도가 올라가면 평형상수는 어떻게 되겠는가?
반응에 따라 온도변화에라 평형상수가 바뀌는 것도 달라지는데
반응이 발열반응인 경우 온도가 증가하게되면 평형상수는 작아지게 되어 점점 역반응쪽으로 진행되려고합니다.
반면 반응이 흡열반응인 경우( 열이 많을수록 반응의 진행에 유리하므로) 온도가 높아지게되면 평형상수는 증가하는 경향성을 보입니다.
6. Discussion (토의 및 고찰)
<토의>
◎실험은 잘되었나?
- 실험을 3번이나 반복해야 되기 때문에 물로 씻으면 안되지만 물로 씻어서 용액의 농도 가 남아있는 물에 묽혀서 데이터가 점점 잘못 나왔다.
◎색을 비교하는 것은 괜찮았나?
- 처음에 실험내용에 있는 방법을 간과해서 앞에서 보았지만 뒤늦게 깨닫고 위에서 보아 서 그나마 쉽게 끝이 났다.
◎이번 실험에 대해 잘 이해했나?
- 실험 전부터 실험 방법을 읽어 보았고 또한 반복해서 했기 때문에 잘 이해했다고 생 각한다.
<고찰>
이번에는 미리 실험 방법을 읽어 보았기 때문에 자신감이 있었다. 그래서 실험 속도도 빨랐지만 첫 번째 시험관만 바꾸면 쉽게 끝나는 방법을 몰라 뒤에는 남들보다 늦게 끝났고 또한 내가 시험관을 깨먹어 팀원에 악영향을 미쳐 정말 안 좋게 실험이 끝났다. 다음 부터는 실험 활용법까지도 생각하고 더욱더 조심히 실험을 해야겠다.
7. References (참고문헌)
◎ 재미있는 일반화학실험
◎ 줌달의 일반화학
◎ 네이버 검색 : Lambert-Beer

키워드

화학평형상수 구하기,   화학평형상수,   화학평형상수 결정 실험