밀도비중굴절율[실험레포트]

목차

1. 제 목

2. 이 론
1) 액체 밀도
2) 고체 밀도
3) 비 중
4) 굴절율

3. 실 험
1) 기기 및 시약
2) 실험방법

4. 결 과
1) 액체(에탄올)의 비중
① 비중병으로 측정한 값
② 비중계로 측정한 값
③ 비중계로 측정한 비중과 비중병으로 측정한 비중값의 비교
2) 고체(구리)의 비중
3) 굴절율

< 굴절율을 이용하여 미지시료의 농도% 구하기>
- 평균법 -
- 최소자승법 -
- 추세선 -

5. 결 론

본문내용

비중병무게
시료의 무게
비중
0 %
90.50 g
59.45 g
1
9.5 %
89.69 g
58.64 g
0.986
19.0 %
88.95 g
57.90 g
0.973
28.5 %
88.35 g
57.30 g
0.974
38.0 %
86.46 g
55.41 g
0.932
47.5 %
85.25 g
54.20 g
0.911
② 비중계로 측정한 값
에탄올 농도
비중
0 %
1.000
9.5 %
0.986
19.0 %
0.970
28.5 %
0.956
38.0 %
0.940
47.5 %
0.918
③ 비중계로 측정한 비중과 비중병으로 측정한 비중값의 비교
시료(에탄올농도)
비 중
비중계로 측정
비중병으로 측정
0 %
1.000
1.000
9.5 %
0.986
0.986
19.0 %
0.970
0.973
28.5 %
0.956
0.974
38.0 %
0.940
0.932
47.5 %
0.918
0.911
2) 고체(구리)의 비중
구리 10개의 무게 : 1g
구리10개 + 비중병 + 증류수 무게 = 91.35 g
증류수50ml무게 - 남은증류수무게 = 59.45 - 59.3 = 0.15 g
∴ 구리10개의 비중 = 1g/0.15g = 6.67
구리비중 이론값 = 8.94
오차 = 25.3%
3) 굴절율
에탄올농도
온도(℃)
굴절율
0 %
22.2
1.3330
9.5 %
22.5
1.3388
19.0 %
22.3
1.3424
28.5 %
22.4
1.3487
38.0 %
22.5
1.3551
47.5 %
22.3
1.3590
< 굴절율을 이용하여 미지시료의 농도% 구하기>
- 굴절계로 측정한 미지시료의 굴절율 :1.3430 (22.4℃)
- 미지시료의 %농도 (내삽)
- 평균법 -
y = ax + b
1.3330 = 0.000547*0 = b
따라서, a= 0.000547, b = 1.3330 이고 식은 다음과 같다.
factor = 1/a = 1828.15
미지시료 = 18.28 %
- 최소자승법 -
1.3330 = 0.000547*0 = b 따라서 , a=0.00054958 이고, b = 1.3330 이다.
y = 0.00054958x + 1.3330 factor = 1/a= 1819.57
미지시료 = 18.19 %
- 추세선 -
y = 0.00053x + 1.3276
1.3430 = 0.00053x +1.3276
x = 29.06 따라서 미지시료의 농도는 29.06% 이다.
내삽
평균법
최소자승법
추세선
미지시료 농도
19.9 %
18.28 %
18.19 %
29.06 %
5. 결 론
1) 액체의 비중
농도에 따른 에탄올의 비중을 보면 농도가 증가 할수록 비중이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 비중계로 측정한 부분을 보면, 농도가 9.5% 증가할 때마다 비중이 0.01~0.02 정도 감소하는 것을 볼 수 있다. 비중계로 측정한 값과 비중병으로 측정한 값을 비교해보면 거의 일치 하는 것을 확인 할 수 있다. 그 차이는 1% 이하로 나타나고 있으며, 28.5% 에탄올의 비중을 제외한 나머지 농도의 비중은 비중계로 측정한 값과 비중병으로 측정한 값이 거의 일치하고 있음을 알 수 있다.
2) 고체의 비중
고체의 비중은 구리조각 10개로 측정하였다. 비중병을 이용하여 측정한 구리의 비중값은 6.67이였고, 이론상의 구리 비중값인 8.94와 비교해 보았을 때 그 오차가 25%정도 나는 것을 확인 할 수 있다.
3) 굴절율
굴절계를 이용하여 측정한 농도에 따른 에탄올의 굴절율을 보면, 에탄올의 농도가 증가할수록 굴절율이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 농도와 굴절율은 비례관계임을 실험을 통해 얻은 데이터를 그래프로 그래서 확인 할 수 있다. 그래프를 보면 에탄올의 농도가 9.5% 증가 할 때마다 굴절율은 0.005 정도씩 증가하는 것을 알 수 있다.
4) 미지시료의 % 농도
에탄올 미지시료의 굴절율을 측정하여, 농도를 아는 시료들의 굴절율과 비교하여 미지시료의 농도를 계산할 수 있었다. 그 계산 방법은 여러 가지가 있었다. 그 중, 내삽으로 구한 미지시료의 농도는 19.9 % 였으며, 평균법으로 구한 값은 18.28% 이고, 최소자승법으로 구한 값은 18.19 %로 계산되었으며, 추세선 으로 구한값은 29.06%였다. 이들 값이 완전히 일치하는 것은 아니지만 추세선을 제외하고는 그 차이가 약 1%정도로 크지 않은 것을 확인할 수 있다. 세 가지 방법(내삽, 평균법, 최소자승법)으로 측정한 값의 평균은 18.8%로 확인되었다. 따라서 미지시료의 %농도는 18.8% 로 추정할 수 있다.
- 오차의 원인 -
비중병으로 비중을 측정하는 경우에는 비중병의 무게를 재고, 비중병에 시료를 넣은 후 또다시 무게를 재는 등, 측정해야 할 것이 다소 많은 편이였다. 이 과정에서 측정한 무게가 완전히 정확하다고는 판단할 수 없다. 왜냐하면 비중병에 시료를 넣고, 뚜껑을 닫으면 시료가 흘러나오는데, 흘러나온 시료를 닦아내긴 하였으나 그 과정에서 약간의 시료가 비중병 외부에 묻어 있다가 무게를 측정할 때에 포함되었을 가능성이 있기 때문이다.
구리의 비중을 측정하는 경우에는 구리조각 10개로 측정하였는데, 구리의 무게를 재는 과정에서나 비중병의 무게를 재는 과정에서 오차가 발생한 것 같다. 비중병을 이용한 실험은 무게를 이용하여 비중을 측정하는 방법이였기 때문에 질량을 측정하는 절차가 많았었다. 따라서 질량을 측정하는 과정에서 조그만 오차가 있어도 결과에 큰 영향을 준 것 같다.
굴절율 측정 실험에서는 굴절계가 처음 접하였기 때문에 사용방법이 서툴러 처음에는 많이 헤맸었지만, 다루는 법을 익히고 나서는 능숙히 측정할 수 있게 되었다. 하지만, 사람의 눈으로 보고 측정하는 것이기 때문에, 실험을 통해 얻은 값이 완전히 정확한 값이라고 확신 할 수 없다. 그러한 이유로 오차가 발생한것같다.
이번 실험을 통해서 밀도와 비중, 굴절율에 관한 이론을 알게 되었으며 액체와 고체의 비중을 비중병과 비중계를 이용하여 직접 측정 할 수 있었다. 또한 굴절계를 이용하여 농도에 따른 액체의 굴절율을 측정해 볼 수 있었고, 이 과정에서 비중계, 비중병, 굴절계를 사용하는 방법을 익힐 수 있는 좋은 경험 이였다.

키워드

비중계,   에탄올비중,   굴절율,   밀도,   구리비중,   고체밀도,   액체밀도,   비중병