어는점 내림과 분자량 측정

목차

1. Data & Result

2. Discussion

본문내용

게 유지하면서 실험을 했는데 비커 속의 온도가 -4～5 ℃까지 측정되었다. 뿐만 아니라 온도의 변화가 워낙 빨라서 십초 간격으로 온도를 재는 것도 무척 힘들었다. 일단은 비커 온도보가 낮게 관찰된 온도 변화에 의심이 가지만. 그렇게 큰 오차가 나지는 않았다. sample A의 경우 어는점내림으로 분자량을 계산하면 248 g/mol이 나오는데 이것이 우리가 추측한 설탕이라면 설탕의 분자량인 342.3 g/mol과는 꽤 차이가 나는 편이다. -오차율 ; 27.5% - 그러나 실험 오차와 용액을 만들 때의 부저확성, 온도를 재는 데 있어서의 정확성 부족 등을 생각한다면 그리 심한 것은 아닐 것이다. sample A가 설탕이라면 이 조건에서 몰랄 농도 m = 0.5843 mol/kg이 되고 이 때 어는점 내림은 약 -1.0868이다. 따라서 순수 용매인 증류수의 어는점 보다 약 1.0868℃가 낮아져야 할 것이다. 이 실험에서 증류수의 어는점이 약 -2.5℃였으므로 즉이 용액의 어는점은 약 -3.6℃정도에서 관찰되었으면 올바른 실험 결과가 얻어진 것이다.
다음으로 sample B를 살펴보면 비타민 C의 분자량인 176.1 g/mol과 비슷한 186 g/mol 이 얻어진다. -오차율 ; 5.6 % - 이 경우에는 거의 비슷한 분자량을 얻었으므로 sample B가 비타민 C라는 것이 확실해진다. 비타민 C의 경우 1g을 5ml에 녹였을 때 몰랄농도는 1.1357 mol/kg 이다. 그리고 이때의 어는점 내림은 약 -2.1124이므로 이 실험에서는 약 = -4.61℃에서 관찰될 것이다. 실제로도 거의 -4.5 ℃를 넘어서 어는점이 관찰되었다.
마지막으로 다 완성하지 못한 소금 용액의 어는점을 예상해보겠다. 소금을 NaCl로 생각할 때 (실제로는 다르다 ) 소금의 분자량은 Na와 Cl의 분자량을 더해 약 57.43g/mol 이 나온다. 비타민 C와 같은 몰랄 농도의 소금 용액을 만들면 소금 용액은 비타민 C의 어는점 내림인 -2.1124 보다 더 많이 어는점이 내려야 한다. 이것은 용질의 종류가 틀려서가 아니라 NaCl은 물에 녹아 Na+ 이온과 Cl- 이온의 두 입자로 존재하기 때문이다. 따라서 비타민C보다 두 배 더 많은 어는점 내림 △T를 가지게 된다. (더 나아가 CaCl2 는 세배 더 낮은 △T를 가질 것이다. ) 이번 실험에서는 비타민 C와 같은 몰랄 농도인 1.1357 mol/kg 에 2를 곱해 약 -4.2248 ℃만큼 어는점이 내려갈 것이므로 약 -6.7℃정도에서 어는점이 관찰 될 것이다. 끝까지 관찰하지 못했지만 250초에서 거의 -5℃에 가까웠으므로 500초 (10분) 쯤에는 -6℃정도에 가까웠을 것이다.
이온 화합물의 어는점 내림이 정말로 2배, 또는 3배가 되는지 직접 관찰하지 못해서 아쉽지만, 이번 기회에 분자량을 축정하는 방법과 어는점 내림현상에 대해서는 확실히 알 수 있었다. 특히, 어는점 내림이나 끓는점 오름과 같은 현상이 용질의 종류와는 상관없고 용매의 종류나 용질의 양과 상관있다는 점이 참 특별한 것 같다.

키워드

어는점 내림,   분자량 측정,   시간에 따른 온도 변화