Ostwald(오스트발트) 점도계법에 의한 점도 측정 - Ostwald 점도계를 이용하여 물질의 점도 및 상대점도를 측정하고, 이를 이용하여 물질의 분자량을 계산한다.

목차

Ostwald 점도계법에 의한 점도 측정


1. Title : Ostwald 점도계법에 의한 점도 측정

2. Date

3. Purpose

4. Principle

5. Apparatus & Reagents
　1) Apparatus
　2) Reagent

6. Procedure

7. Experiment Illustration

8. Result
　1) 실험환경
　2) 상대점도 측정
　3) 절대점도 측정

9. Observation

10. Discussion
　상대 점성도 [ relative viscosity ]
　오스트왈드 점도계 [ Ostwald's viscometer ]
　점성도계 [ viscosimeter ]
　1) 모세관 점성도계
　2) 낙구 점성도계
　3) 회전 점성도계
　4) 그 외의 점성도계

10. Reference

본문내용

동일하게 맞추었다. 측정을 하기 전에 초시계를 정확한 순간에 다루는 연습을 하였고, 온도가 다 맞춰진 다음 측정을 시작하였다. 벌브를 이용하여 물을 모세관 위로 빨아들이는데, 모세관이 워낙 가늘다보니 조금만 힘을 가해도 중간에 공기가 섞여버려서 물을 다시 넣어야 했다. 세밀한 조작이 필요했는데 몇 번 해보니 어느 정도 감을 잡을 수 있게 되었고, 금방금방 다시 셋팅을 하게 되었다. 벌브 위쪽을 모두 개방하면 물이 다시 내려가기 시작하는데, 여기서 최대한 정확한 시간을 측정해야했다. 물이 위쪽 선을 지나치는 순간에 시간측정을 시작해야 하는데 관이 얇기 때문에 순식간에 내려가서 정확한 순간에 초시계를 누르기가 힘들었다. 그래서 약간 예상을 하면서 눌렀으므로 약간의 오차가 생길 수 있었다. 그리고 아래쪽 선을 지나갈 때에도 넓은 부분을 내려갈 때에는 천천히 내려가서 보기 쉬웠는데, 갑자기 관이 좁아지므로 정확한 순간에 초시계로 시간을 측정하기가 까다로웠다. 그래서 약간씩 측정에 오차가 생기게 되는 것 같았다.
50℃의 실험이 끝난 후에는 물을 식혀줘야 했는데 그냥 기다리기에는 시간이 너무 오래걸리기 때문에 따뜻한 물을 비커로 약간 퍼내고 그 퍼낸 양만큼씩 수돗물을 넣어주면서 온도를 내려주었다. 하지만 그것도 시간이 꽤 오래 걸렸다.
40℃에서 실험할 때에는 50℃보다 측정 시간이 약간 길어 졌는데 이는 온도가 내려갈수록 시간이 길어지는 것은 점도가 증가하여 물이 실험관을 내려가는데 더 끈끈함이 강하다는 것으로 점도가 증가했다는 것을 대략적으로 확인해볼 수 있었다.
실험이 반복되는 동안, 시간측정을 하는 것보다 점도계를 다루는 것이 더 힘들어 보여서 교대를 하려고도 했지만 그다지 큰 효과는 보지 못했다.
에탄올로 실험을 하는 경우에는 점도계를 세척하는데, 물과 아세톤으로 먼저 씻은 뒤, 건조기를 이용해서 내부를 완전하게 말려야 했다. 내부에 시료가 남아있으면, 점도를 측정하는데 큰 방해가 되기 때문이다.
처음에 한 측정(고온 영역)일수록 오차율이 크게 나왔는데, 이는 역시 항온기에서 온도를 맞춘다고 해도 측정을 위해 점도계를 밖으로 꺼내면 금방 온도가 내려가는 것 때문일 것이다. 온도가 높을수록 공기 중으로 꺼냈을 때 많이 식어버리기 때문에 차이가 많았을 것 같았다.
가장 이상적인 실험조건은 좀 더 큰 항온기를 준비하고, 밖으로 꺼낼 것 없이 그 안에서 곧바로 점도를 측정할 수 있어야 하지만, 실험실 여건상 어쩔 수 없었다. 실제로 점도를 계산할 때에는 절대점도를 이미 알려진 값으로 사용했다. CRC의 책내용을 참고로 했다.
10. Discussion
상대 점성도 [ relative viscosity ]
고분자 용액 등의 점성도의 표현 등의 하나. 미국에서는 점성도비라고도 한다. 어떤 농도의 용액의 점성도를 η, 그 용매의 점성도를 η0이라 하면, 상대 점성도 ηrel.는 다음 식으로 주어진다.
ηrel. = η/η0
묽은 용액에서는 고분자 용액론 에서의 중요한 기본량의 하나인 고유 점성도를 구하는 데 ηrel.이 필요하다. 또 진한 용액의 점성도에도 이 표현을 취하는 경우가 많다.
오스트왈드 점도계 [ Ostwald's viscometer ]
액체 점도의 비교측정기에서 모세점도계의 일종. 이 점도계에서는 직접 점도의 절대치를 측정하고 간접적으로 점도를 구한다. 측정 방법은 일정의 액체를 우선 그림 f에 넣고 a접속 한 고무관에 의해 액체를 A선 이상에 빨아들인다. 다음에 a 단의 고무관을 대기에 개방하고 액면이 A-B 선간을 유하함에 요하는 시간을 측정한다. 표준 액체점도를 μ, 밀도를 ρ, 유하에 필요한 시간을 t0라고 하고 재려고 하는 액체 그것들을 μ,ρ,t라 하면 다음 식이 성립된다.
[ Fig 2. Ostwald's viscometer ]
점성도계 [ viscosimeter ]
액체의 점성도를 측정하는 장치. 각종 형식이 있다.
1) 모세관 점성도계
하겐포아쥬 법칙에 기초를 둔 것으로 어떤 압력에서 모세관 속에 액체를 흐르게 하여, 압력과 유출 액량의 관계로부터 점성도를 구한다. 오스트발트 점성도계, 우벨로데 점성도계, 캐논-펜스케 점성도계, 도프-저의 점성도계 등이 이것에 속한다. 또 공업 점성도계인 레드우드 점성도계, 엥글러 점성도계, 세이볼트 점성도계도 일종의 모세관 점성도계이다.
2) 낙구 점성도계
점성 유체 속에서의 구의 운동에 관한 스토크스 법칙에 기초를 둔다. 액체 속에 구를 떨어뜨리고, 그 낙하 속도를 측정해서 점성도를 산출한다. 실용 점성도계인 라바체크 점성도계, 회플러 점성도계 또는 기포의 부상 속도로부터 점성도를 아는 기포 점성도계 등도 낙구 점성도계의 변형이다.
3) 회전 점성도계
축 주위에 회전하는 이중 원통 안에서의 액체의 점성 유동에 관한 쿠에트 흐름에 기초한다. 바깥통을 회전시키고, 액체의 점성에 의하여 안쪽 통이 받는 힘을 측정해서 점성도를 산출한다. 쿠에트-하체크 점성도계, 맥미켈 점성도계, 그린 점성도계 등은 이러한 형이다. 또는 바깥통을 고정시키고, 안쪽 통에 일정한 힘을 가하여 회전시킬 때의 회전 속도로부터 점성도를 구한다. 살의 점성도계 등은 이것이다. 또, 브룩필드 점성도계(B형 점성도계)에서는 액체 속에서 일정 속도로 안쪽 통을 회전시켜, 그 안쪽 통 자체가 받는 힘을 측정한다. 그 외 쿠에트 흐름에는 기초하지 않으나 스토머 점성도계, 브라벤더 점성도계와 같은 공업 점성도계도 회전 점성도계의 변형이다. 이중 원뿔, 또는 원뿔과 평판의 중간에 시료를 넣고 한쪽을 회전하는 형의 점성도계도 근래 많이 사용된다.
4) 그 외의 점성도계
평행판 플라스토미터는 2장의 판 사이에 시료를 넣고 눌러 찌부러뜨릴 때의 속도를 측정한다. 침입도계에서는 시료에 바늘 모양, 원뿔 모양, 원판 모양 물체를 밀어넣을 때의 침입 속도를 측정한다. 카드미터도 일종의 침입도계이다.
10. Reference
화학대사전 4 / 김창홍 외 5명 / 도서출판 세화 / 2001 / 656p
화학대사전 7 / 김창홍 외 5명 / 도서출판 세화 / 2001 / 823~824p
이화학 대사전 / 이화학대사전 편찬위원회 / 집문사 / 1996 / 1098p

키워드

Ostwald,   점도계법,   점도측정,   Ostwald 점도계법,   상대점도,   분자량,   오스트발트