응용화공기초실험 -분몰부피 측정 결과 보고서

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-)11.797이다.
이 값을 이용하여 이번 실험의 최종목적인 A, B를 구해보면, 아래
와 같다.
Table 3-2-10. 분몰랄 부피( A, B)
A
B
시료 1 (2%)
18.0989
2.106
시료 2 (4%)
18.0970
1.2589
시료 3 (8%)
18.0914
24.857
시료 4 (12%)
18.083
22.325
시료 5 (16%)
18.072
22.654
분몰랄부피( A, B)
겉보기 몰랄부피 VS m1/2의 기울기 = 21.695
2% : 1 / 1.382[1.382 * 18.1 - * 21.695 / 2 * 0.5870]
= 18.0989
4% : 1 / 1.387[1.387 * 18.1 - * 21.695 / 2 * 0.8510]
= 18.0970
8% : 1/ 1.333[1.333 * 18.1 - * 21.695 / 2 * 1.207]
= 18.0914
12% : 1/ 1.313[1.313 * 18.1 - * 21.695 / 2 * 1.496]
= 18.083
16% : 1/ 1.285[1.285 * 18.1 - * 21.695 / 2 * 1.739]
= 18.072
겉보기 몰랄부피 VS m1/2의 기울기 = 21.695
2% : 0.4986 + 0.0087 * 21.695 / 2 * 0.05870 = 2.106
4% : 1.032 + 0.0178 * 21.695 / 2 * 0.8510 = 1.2589
8% : 24.39 + 0.0357 * 21.695 / 2 * 1.207 = 24.857
12% : 21.43 + 0.0552 * 21.695 / 2 * 1.496 = 22.325
16% : 21.23 + 0.0755 * 21.695 / 2 * 1.739 = 22.654
3-3. Discussion
이 실험을 통해서 각기 다른 용액의 조성에 따른 이성분 용액의 무게와 비중병의 실험으로 구한 부피를 이용하여 계산한 밀도를 이용하여 겉보기부피를 계산하고, 겉보기부피와 Square Root Molality에 대한 그래프의 기울기를 이용하여 분몰랄부피를 계산할수 있었다.
또한, 용액의 조성에 따라서, 겉보기 부피와 각 물질들의 분몰랄 부피가 달라질것이라고 예상하였고, 실험을 통해서 계산을 해본 결과 예상한것과 같이 나타내어졌다. 그러나, 실험을 통해서 겉보기부피와 Square Root Molality에 대한 그래프와 이론적으로 구한 겉보기부피와 Square Root Molality에 대한 그래프와는 상당한 차이를 볼수 있었다. Figure 3 - 1 과 아래의 Figure 3 - 2를 보면 그 차이를 확실히 볼수 있다.
[Figure 3-2] 겉보기 몰랄부피 VS m1/2 (이론치)
이론치의 그래프는 기울기가 0.66015이고 y축은 17.8219이다.
[Figure 3-1] 겉보기 몰랄부피 VS m1/2 (실험치)
우리가 실험을 통해 구한 기울기, 21.695와 이론값을 바탕으로 그린 그래프의 기울기가 다소 차이가 났지만 그래프의 부호는 (+)로 같게 나왔다.
각기 다른 용액의 조성에 따른 이 성분 용액의 무게와 비중병의 실험으로 구한 부피를 이용하여 계산한 밀도로 겉보기부피를 계산하고, 겉보기부피와 Square Root Molality를 오리진이라는 전자 계산 프로그램을 통해 그린 후 기울기까지 계산해 낼 수 있었다.
물의 분몰랄부피 값은 유효숫자를 4개로 하면 18.09정도로 5개의 실험 모두 비슷하였다.
그리고 NaCl의 분몰랄농도는 평균은 19.640에서 (+-)10라는 큰 오차범위가 나왔다.
이는 NaCl의 양을 달리하여 농도를 다르게 하면 분몰랄농도 역시 달라질 거라는 예상을 혼돈스럽게 하였다.
이론대로라면 예상과 일치하였는데 NaCl의 분몰랄농도만 예상과 빗나간 걸 보면 증류수의 몰수(nH2O)의 측정이 잘못되지 않았나 하는 생각이 들었다.
위에서 보는 바와 같이 문헌에서 찾은 겉보기 몰랄부피와 m1/2 의 그래프와 실험으로 구한 그래프의 기울기를 보더라도 확실히 알수 있다.
그러나 이론상으로 농도가 감소할 때 밀도가 변하고 그에 따라 분몰랄부피가 변한다는 것을 예상할수 있었다.
실험에서도 농도가 변화에 따라 밀도가 변하고 그에따라 겉보기 부피 및 분몰랄부피가 변한다는 것을 알수 있었다.
하지만, 실험으로 구한 그래프를 이용하여 분석할 때, 농도가 감소함에 따라 겉보기 몰랄부피도 감소함을 볼수 있었지만, 3번 4번 5번 용액은 갑자기 증가함을 볼수 있었다.
이러한. 오차를 줄이기 위해서는 비중병에 정확한 부피를 측정하기 위해서 비중병의 내부속의 습기를 완전히 건조시키지 않고, 내부에 남아있는 물기를 제거하여야 한다.
특히, 다른 장비없이 비중병에 용액을 정확히 채운다는 것은 힘들일이나, 최대한 정확한 양을 비중병에 채운다면 보다 정확한 실험을 기대할수 있을 것이다. 또한, 실험실의 공기를 건조공기로 예상하고 실험을 실시하였으나, 그날의 상대습도를 바탕으로 공기중에 습도를 포함하여 계산하였다면 좀더 오차를 줄일수 있을 것이다.
REFERENCES
[Ref 1]
Rovert H. Perry, Perry's Chemical Engineers' Hand Book,
6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985
[Ref 2]
Gilbert W. Castellan,
PHYSICAL CHEMISTRY, Third edition, University of Maryland,
[Ref 3]
박선원, - 분몰랄부피의 측정 실험(공정시스템 연구실)
http://mbel.kaist.ac.kr/lecture/che201/2002-2.ppt
[Ref 4]
http://mbel.kaist.ac.kr/lecture/che201/Ch2.PDF
[Ref 5]
하기성, 화학공학용어사전 1st, 한국이공학사, 1990, p275
[Ref 6]
대한과학, 대한과학 웹사이트(http://www.daihan-sci.com/commu/board3/read.asp?num=8&curpage=1&SearchType=&SearchWord=),DAIHAN Scientific Co. Ltd., 서울, 2003

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