이산화탄소_분자량_측정_실험

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본문내용

각 약간의 물을 넣고, 한쪽에는 얼음, 다른 쪽에는 드라이아이스
한 조각을 넣고 꼭지에 풍선을 씌운다. 어느쪽의 풍선이 부풀어 오르나?
- 드라이아이스를 넣은 쪽이 부풀어 오른다. 얼음은 실온에서 액화할 뿐 기화는
잘 이루어지지 않는다. 반면에 드라이아이스는 실온에서 승화하여 이산화탄소가
된다. 이 때 부피가 매우 커지므로 풍선이 부풀어 오르는 것이다.
② 1몰의 기체는 표준 상태에서 22.4의 부피를 차지한다. 기체상태에서 한 분자가
차지하는 평균 부피는 얼마인가?
- STP에서 기체 1몰(6.02×1023개)은 22.4를 차지한다. 그러므로 한 분자는
22.4/6.02×1023≒3.72×10-23()의 부피를 차지한다.
③ 또 1분자에게 1차원적으로 허용되는 평균 거리는 얼마인가? 이 거리는 얼음이나
드라이아이스에 비해 얼마나 큰가?
- 문제 1에서와 마찬가지로 생각하면, 3.72×10-23()=3.72×10-20(cm3)이므로
d3=3.72×10-20에서 d≒3.34×10-7cm 이것과 얼음, 드라이아이스를 비교해보면
약 10배 내외의 차이가 난다.
④ 물이나 이산화탄소 분자를 사람의 크기로 확대하면, 얼음 또는 물이나 드라이아이스의
경우는 평균적으로 한 사람의 키에 비해 얼마정도 크기의 방에 갇혀있는 것인가?
기체의 경우는?
- 사람의 키를 약 160cm라 가정하자 물분자의 크기를 알 수 있다면, 비례식을
이용해 사람이 갇혀있는 방의 크기를 구해낼 수 있다. 물의 직경을 x(cm)라
가정하자.
ⅰ) 얼음 : x:3.17×10-8=160:에서
ⅱ) 물 : 얼음의 밀도가 0.9g/cm3이고 물이 밀도가 1g/cm3이므로 물의 부피는
얼음의 배이다. 그러므로 물에서 분자간 거리는 얼음의 ≒
1.04배이다. ∴ 물의 경우는 1.04
ⅲ) 기체 : x:3.34×10-7=160:에서
ⅳ) 드라이아이스 : 드라이아이스의 직형을 약 y(cm)라 가정하면,
y:3.60×10-8=160:에서
(물분자와 이산화탄소 분자의 크기를 알 진 못해 정확한 값을 내지는 못했습니다.)
3. 왜 물은 100℃가 되어야 끓는데 드라이아이스는 -79℃에서 승화하나? 물과 이산화탄소의
분자구조를 그리고 이중결합, 비공유전자쌍의 위치를 나타내어라. 모든 공유결합의
극성을 화살표로 나타내고 분자 전체의 극성이 어떤 값을 가질지 생각해 보라.
(전기음성도:산소 2.5, 탄소 2.5, 수소 2.1)
ⅰ) 물 분자
ⅱ) 이산화탄소
물분자의 쌍극자 모멘트는 104.5라는 각을 가지고 산소쪽으로 향한다. 그러므로 벡터의 합을 생각하면 두 쌍극자 모멘트는 합쳐져 한 방향이 된다.(1) 물분자에는 큰 극성이 작용하게 되는 것이다. 또한 물분자는 수소결합을 하므로 분자간 인력이 매우 커 100℃가 되어야 끓게 된다.
이산화탄소 분자의 쌍극자 모멘트는 C원자를 대칭으로 반대 방향으로 생긴다. 이 힘은 서로 상쇄되어 극성에 아무런 영향을 미치지 않는다. (대칭형) 그러므로 이 분자는 무극성을 띄게 되어 분자간의 인력이 작다. 그래서 -79℃만 되어도 승화하는 것이다.

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이산화탄소,   분자량,   측정,   실험