분몰랄부피 측정 실험 예비및 결과 레포트

소개글

분몰랄부피 측정 실험 예비및 결과 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

part 1 예비

part 2 결과

본문내용

%
g/㎤
0.138 m
1.2 %
g/㎤
0.208 m
1.6 %
g/㎤
0.278 m
앞에서 구한 값을 바탕으로 몰랄 부피 의 값을 계산한다.
용액의 무게 % 농도
몰랄 부피
0.4 %
14.831
0.8 %
- 6.932 ( 오차 ? )
1.2 %
19.764
1.6 %
36.682
(4) Graph 를 그려보고, 의 값을 구한다.
1) 대 의 그래프
농도 0.8 % 용액에서 의 계산값이 음수가 나왔다. 분몰랄부피가 음수일 리는 없으므로 명백한 오차로 생각할 수 있다. 0.8 % 용액의 분몰랄부피 계산값은 그래프에 넣지 않고 나머지 3 개의 값으로 분산형 그래프를 그려보면 다음과 같은 결과가 나타 난다.
여기서 0.4 % 용액의 은 0.263 , 1.2 % 용액 = 0.456 , 1.6 % 용액의 는 0.527 이다.
이 0 일 때는 의 값이 0 이 되는 것으로 보고 ( 용질이 없으므로... ) 각 점 들을 지나는 대략적인 직선을 추정해보면 위 그래프의 점선과 같은 형태가 나오게 된다. 이 직선이 원점과 0.4 % 용액에서의 점 ( 0.263, 14.831 )을 지난다고 가정하고 이 점선 의 기울기를 계산하면, 가 나온다.
2) 의 계산
위 결과를 이끌어내는 데 사용한 의 식은 용매인 성분 A 가 1000g 일 때를 기준으로 세운 식이다. 이 때, 용매의 몰수 는 와 같고, 용질의 몰수 는 몰랄 농도 m 과 동일한 값이다. 따라서,
( )
그래프에서 얻은 기울기값 에 를 나누어주어,
각 몰랄 농도에서의 편미분값 을 구하면,
(용액의 무게 % 농도
용액의 몰랄 농도 m
0.4 %
0.069 m
0.8 %
0.138 m
1.2 %
0.208 m
1.6 %
0.278 m
5) 그래프에서 얻은 직선의 방정식으로 새로이 의 값을 구한다.
용액의 무게 % 농도
용액의 몰랄 농도 m
56.392
0.4 %
0.069 m
0.8 %
0.138 m
1.2 %
0.208 m
1.6 %
0.278 m
직선의 방정식 => 56.392
(6) 의 식으로 를 구한다.
용매 1000g 기준 이므로 는 몰랄 농도 m 과 같은 값 이다. 앞에서 구한
용액의 무게
% 농도
56.392
0.4 %
0.8 %
1.2 %
1.6 %
와 , 용액의 몰랄 농도 m 을 이용하여 구한다.
용액의 무게 % 농도
용액의 몰랄 농도 m
0.4 %
0.069 m
0.8 %
0.138 m
1.2 %
0.208 m
1.6 %
0.278 m
(7) 의 식을 이용하여 를 구 한다.
위 공식을 용매 1000g 을 기준으로 변환시키면 , m 이고,
는 주어진 온도와 압력 ( 25 ℃, 760 mmHg ) 에서의 순수한 용매 ( 물 ) 1 mol 의 부피이다. Handbook 의 자료에서 찾아보면,= 0.99707 g/㎤ ≒ 0.997 g/㎤ , 물의 분자량 는 18.02 이므로
용액의 무게
% 농도
용액의 몰랄 농도 m
0.4 %
0.069 m
0.8 %
0.138 m
1.2 %
0.208 m
1.6 %
0.278 m
용액의 무게
% 농도
0.4 %
0.8 %
1.2 %
1.6 %
4. 토의
이 번 실험 과정에서 주요한 측정값은 2 세트 각각의 플라스크 무게 ( 내부 공기 무게 포함 ) 와 ( 증류수 + 플라스크 ) 무게 , 그리고 ( 0.4 %에서 1.6 % 까지 서로 다른 4 가지 농도의 NaCl 용액 + 플라스크 ) 의 무게 의 3 가지로 나눌 수 있다. 오차의 원인 부터 찾는다면 이 세 가지 값의 측정 과정을 조사해 봐야 할 것이다. 그 외에 필요한 값 인 주어진 조건 ( 12 ℃ , 760 mmHg ) 에서의 공기의 밀도 와 항온조 온도 ( 25 ℃ ) 에서의 물의 밀도 는 커다란 오차의 원인이 되기 힘들다.
먼저 ( 플라스크 + 공기 ) 의 무게 측정 과정 을 살펴 보면, 두 세트의 플라스크를 사 용할 때 플라스크의 마개와 플라스크가 서로 뒤바뀌어 사용되었을 경우를 고려해 볼 수 있다. 아세톤 세척 후 건조기에서 건조시킬 때, 또는 여러 개의 증류수나 용액을 두 세트 의 플라스크를 동시에 각각 사용하여 무게를 측정했을 때 각 세트의 마개나 플라스크 본 체가 뒤바뀌었을 가능성이 있다. 실험 전에 확실히 표지해 두었다면 이런 염려는 없었을 테지만, 어쨌든 이러한 가능성이 오차를 생기게 했을 것이다.
그리고 ( 증류수 + 플라스크 ) 의 무게 측정 에서는 플라스크에 담긴 증류수의 양이 실 험에서 요구하는 정밀도를 반영하기 어려웠다. 이 과정에서 물의 밀도값을 이용하여 궁극 적으로 이끌어내는 값인 증류수의 부피 는 NaCl 용액의 부피를 대체할 값인데, 정확한 부피 표지선을 정하지 않고 그냥 플라스크 가득 담아버리는 방법으로 실험값을 측정했다. 이는 그렇게 정밀한 방법으로 보기는 힘들다.
마지막으로 ( 4 가지 농도의 NaCl 용액 + 플라스크 ) 의 무게 를 재는 단계에서 NaCl 용액의 % 농도 조성이 정확하지 못했던 것으로 여겨진다. 실험 과정에서는 각각의 용액 을 50g 씩 만들어 사용하였는데, 필요한 소금과 물의 무게를 정확히 맞추기 어려웠기 때 문이다.
실제로 농도 0.8 % 에서 용액의 무게 / 부피 밀도가 다른 값들보다 높게 나오고 겉보기 몰랄 부피 의 값이 음수가 나오는 오차가 발생했다. 위의 세 가지 경우의 오차가 종 합적으로 작용하여 이러한 결과가 나온 것으로 추측된다.
그리고 실험 과정에서 대 의 분산 그래프를 그리고, 자료의 경향성에 가장 근 접한 직선의 방정식을 구하는 과정이 나오는데, 이 방법은 필연적으로 오차를 수반하게 된다. 물론 측정 과정에서의 오차가 크게 나왔다면, 이 단계에서 오히려 오차를 줄일 수도 있을 것 같지만, 좀 더 정확한 실험을 위해서는 다른 방법을 선택해야 될 것이다.
사실, 이 번 실험 과정 자체가 어느 정도의 오차를 수반할 수 밖에 없는 구조였고, 또 엄 청나게 긴 계산 과정 때문에 자료의 분석도 쉽지가 않았다. 무엇보다도 분몰랄 부피의 수 학적 계산 과정이 어떻게 유도되는 것인지 잘 이해가 되지 않았다. 어떻게 해서 이런 결 과가 유도되는 것인지 이해하기 위해서는 좀 더 정확한 Data 의 수집이 수반되어야 할 것 같다.

키워드

분몰랄,   부피,   측정,   무게 퍼센트