이상기체방정식을 이용한 분자량 측정실험

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 실험 이론

4. 실험기구 및 시약

5. 실험 방법

6. 실험 결과

8. 참고 문헌

본문내용

중 부피(V2)를 측정하여 부피 변화(△V)를 계산한다.
⑦ 이상 기체 상태 방정식을 사용하여 CCl4의 분자량을 측정한다.
6. 실험 결과
(1) 용량 플라스크법
① CCl4 분자량 구하기
무게 (g)
P (atm)
V (L)
T (K)
W1(빈 플라스크 + 알루미늄 호일)
43.76
1
0.0665
363
W2(가열한 후의 플라스크)
44.50
W3(W2-W1=플라스크 안에 남은 CCl4)
0.74
측정된 CCl4의 분자량 : 331.23g
이론적 CCl4의 분자량 : 153.84g
② CH3OH 분자량 구하기
무게 (g)
P (atm)
V (L)
T (K)
W1(빈 플라스크 + 알루미늄 호일)
40.72
1
0.0605
363
W2(가열한 후의 플라스크)
43.10
W3(W2-W1=플라스크 안에 남은 CCl4)
0.18
측정된 CH3OH의 분자량 : 88.62g
이론적 CH3OH의 분자량 : 32.04g
(2) Victor Meyer법
무게 (g)
P (atm)
△V (L)
T (K)
W1(처음 공의 무게)
0.337
1
0.0444
373.15
W2(나중 공의 무게)
1.841
W3(CCl4의 무게)
1.504
측정된 CCl4의 분자량 : 1037.2g
이론적 CCl4의 분자량 : 153.84g
7. 논의 및 고찰
(1) 세 번의 실험 모두 결과가 상당히 큰 오차를 가지고 있는 점에서 매우 놀랐다. 분자량 측정법1의 경우 알루미늄 구멍을 통해 외부 공기와 섞일 수 있기 때문에 어느 정도 오차를 예상했었지만 두 번째 실험의 경우 무게, 부피 , 온도 측정에서 도저히 의심할 여지가 없음에도 불구하고 이러한 오차가 생겼다는 점은 도저히 납득이 되지 않았다. 큰 오차가 나게 된 이유에 대해 몇 가지를 생각해보겠다. 첫 번째 이유로는 시료 기체가 이상 기체가 아니기 때문에 나타난 분자 간 상호작용에 의한 오차이다. 두 번째로는 유리 기구의 벽에 기체들이 달라붙어 액화되었기 때문일 수도 있다. 그렇게 되면 w3는 커지고 V는 작아지기 때문에 이상 기체 상태 방정식에 의해 분자량이 크게 계산되어질 수 있다.
세 번째 이유로 장치 내 기밀이 유지되지 않아 기체가 세어나간 상황을 고려해 보았는는데 기체가 세어나갔다면 w3이 작아져 분자량이 작게 계산되므로 타당하다고 보여지지 않는다. 물론 가능성은 있지만 실험 자체에 큰 영향을 줄만큼은 아니였다고 생각된다.
(2) 실험 오차를 줄이기 위한 방법
① CCl4와 CH3OH는 둘 다 휘발성이 크므로 시료를 다루는 시간을 최소화하여야 손실을 막을 수가 있다.
② 알루미늄 호일에 뚫는 구멍은 작을수록 외부 공기와 섞이는 문제를 피할 수 있다.
③ 플라스크의 무게를 측정할 때 표면에 묻은 물기를 제거하여야 한다.
④ 물중탕을 할 때 플라스크의 목부분이 물에 거의 잠기도록 장치를 설치하여야 기체의 액화를 최대한 막을 수 있다.
8. 참고 문헌
물리화학실험대한화학회청문당1999
물리화학실험최재시 외 2명형설출판사1983
물리화학실험이익춘 외 2명탐구당1992
물리화학실험김성규 외 22명대한화학회1999

키워드

이상기체방정식,   분자량 측정실험,   물리화학실험