화학실험 - 분자량 측정 실험

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화학실험 - 분자량 측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

게 추론할 수 있으며 또한 이 식에서 기체의 분자량을 구하는 등의 일도 가능하다.
이상 기체 상태 방정식은 다음과 같은 식으로 표시된다.
P: 기체의 압력(atm), V: 기체의 부피(L), n: 기체의 몰수(mol)
R: 기체 상수(0.082 atmL/molK), T: 절대온도(K)
[실험 전 이론연구의 모습]
Ⅲ. 실험 과정
1.실험 준비물: 사염화탄소, 둥근 바닥 플라스크, 비커, 피펫, 온도계, 가열기, 스탠드, 클램프, 전자저울, 알루미늄 박, 메스실린더
2. 실험 과정
① 둥근바닥 플라스크의 주둥이를 알루미늄박으로 씌우고, 알루미늄박의 중간에 바늘로 작은 구멍을 뚫은 다음 둥근바닥 플라스크의 질량(w1)을 측정한다.
② 알루미늄박을 벗기고 둥근바닥 플라스크에 사염화탄소(끓는점 76.7℃)를 3㎖ 정도 넣 은 다음 알루미늄박을 다시 씌운 뒤 스탠드에 고정시킨다.
③ 비커에 물을 절반 정도 채우고 끓을 때까지 가열한 다음 둥근바닥 플라스크를 비커의 바닥에 닿지 않게 넣는다.
④ 끓는 물의 온도(t)와 대기압(P)을 측정한 다음 둥근바닥 플라스크 내부의 액체가 모두 기화될 때까지 기다린다.
⑤ 액체가 모두 기화되면 잠시 기다렸다가 플라스크를 꺼내 식힌 다음 표면의 물기를 완 전히 제거한 후 완전히 말린다. 이때 알루미늄박은 제거하지 않는다.
⑥ 둥근바닥 플라스크와 알루미늄박의 질량(w2)을 측정한다.
⑦ 둥근바닥 플라스크를 씻은 후에 내부를 증류수로 가득 채우고 메스실린더를 이용하 여, 둥근바닥 플라스크에 채워진 물의 부피(V)를 측정한다.
Ⅳ. 결과 및 해석
1. 실험 데이터
w1
w2
t
P
V
180g
183.64g
80℃
760mmHg
660mL(435+225)
2. 사염화탄소의 분자량 계산
이상기체 상태방정식을 분자량에 대해 나타내면 다음과 같다.
따라서, 실험결과 얻은 사염화탄소의 분자량은 159.82198778g/mol 이다.
3. 실험 오차
이론적인 사염화탄소의 분자량 = 153.82g/mol
4. 실험과정별로 측정한 값들이 가지는 의미
①과정 1의 w1은 플라스크 +알루미늄 박+공기의 무게이다.
②과정4는 사염화탄소가 기화되면서 둥근바닥 플라스크 내부의 공기는 밖으로 밀려나 오면 내부에는 사염화탄소 기체로만 채워진다. 이때 둥근바닥 플라스크는 물과 열적 평형을 이루고 있으므로 내부의 온도는 물의 온도 t와 동일하다. 그리고 사염화탄소 기체는 대기압과 평형을 이루고 있으므로 사염화탄소 기체의 압력은 대기압 P와 동 일하다.
③과정6은 과정 5에서 둥근바닥 플라스크를 꺼내어 식히면 내부의 사염화탄소 기체들 은 다시 액화된다. 사염화탄소가 액화되면서 둥근바닥 플라스크 내부는 다시 공기로 채워지게 된다. 이때 사염화탄소 액체의 부피를 무시한다면, 과정 1에서 둥근바닥 플 라스크 내부의 공기의 질량이 과정 6에서와 같다고 가정할 수 있다. 따라서 이때 측 정한 w2는 플라스크 +알루미늄 박 + 공기의 무게 +사염화탄소의 질량과 같다. 따라 서 w1과 w2의 차이를 구하면 사염화탄소의 질량을 구할 수 있다. 이때 플라스크를 완전히 말리지 않으면 w2가 크게 측정되어 실제보다 분자량이 크게 측정된다.
④둥근바닥 플라스크 내부의 부피는 과정 7에서 가득 채운 물의 부피와 같다. 따라서 과정 4에서 플라스크 내부를 가득 채운 사염화탄소 기체의 부피는 V이다.
Ⅴ. 오차의 원인
1.오차의 원인
① 둥근 플라스크가 물에 완전히 잠기지 않아 둥근 플라스크의 입구에서 사염화탄소가 응축되어 질량이 크게 측정되는 오차가 일어났을 수 있다.
② 둥근 플라스크의 부피를 구하는 과정에서, 메스실린더로 완전히 옮겨지지 않고 플라 스크의 벽면에 물기가 남아있었기 때문에 오차가 발생했다.
③ 사염화탄소가 완전히 기화되었는지 알려면 둥근 플라스크를 물에서 꺼내야 했는데 물에서 둥근 플라스크를 꺼내는 순간 사염화탄소가 액화되기 때문에 사염화탄소가 완전히 기화되었는지 확인할 수가 없었다. 따라서 온도측정에서 오차가 있을 수 있 다.
④ 기압계로 대기압을 측정하지 않고 1기압으로 가정하였기에 오차가 발생했다.
Ⅵ. 참고문헌
1. William. L. Master/Chemistry:principles 6th ed./Cengage Learing Pub. 2009
(번역)…② 133p. ④ 261~262p.
2. Peter Arcuo/The Elements of Physical Chemistry 3rd ed./ Oxford Pb. 2001
(번역)…① 139p. ②12p.

키워드

분자량 측정 실험,   원자량,   질량분석기