고유점도 측정 실험 (결과레포트)

소개글

고유점도 측정 실험 (결과레포트)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

LIST OF CONTENTS
LIST OF TABLES
LIST OF FIGURES
ABSTRACT
INTRODUCTION
1.1 실험목적
1.2 실험 이론
1.2.1 희석용액점도법(dilute solution viscometry)
1.2.2 점도
1.2.3 점도평균분자량
2. EXPERIMENT
2.1 실험 기구 및 시약
2.2 실험 방법
3. RESULT & DISCUSSION
3.1 Raw data
3.1.1 농도계산
3.2 Results
3.2.1 상대점도 계산
3.2.2 비점도 계산
3.2.3 환산점도 계산
3.2.4 대수점도 계산
3.3 고유점도
3.4 점도평균분자량
3.5 Discussion
4. CONCLUSION
REFERENCES

본문내용

2.4 대수점도 계산
대수점도(Inherent viscosity),
3mL :
6mL :
9mL :
Figure 2. 농도vs환산점도, 농도vs대수점도 그래프
(x축은 농도, y축은 점도를 나타낸다.)
3. 2. 1 고유점도
고유점도의 값은 []= 로 구한다.
농도가 0일 때의 환산점도와 대수점도가 고유점도이므로 두 값이 일치해야 하지만, 오차에 의해 일치하지 않았으므로 평균값으로 고유점도를구하면,
3. 2. 3 점도평균분자량
점도평균분자량은 Mark-Houwink Equation 방정식을 이용하여 구한다.
Polystyrene 이 Toluene 에 용해되었을 때의 Km과 a의 값(25℃에서) 이다.
이므로
∴ 이다.
3.3 Discussion
이번 실험은 묽은 고분자 용액의 점도를 측정해서 농도가 0일때의 고유점도를 찾아 분자량을 알아보는데 목적을 두고 있다. 우리는 저번시간에 만든 polystyrene을 이용해여 실험을 하였다. 먼저 1% polystyrene/toluene용액을 만든 다음에 25℃ 항온조에서 Ubbelohde 점도계로 toluene 10ml를 넣고 10분간 온도 평형을 시킨 다음 a-b구간에서 흐르는 시간을 측정하였다. 1% Polystyrene/Toluene 용액을 3ml를 추가해 25 항온조에서 10분간 유지시켜 평형을 시킨 후에 a-b구간을 흐르는 시간을 측정하여 기록하는 것을 3번 반복하였다. 다시 3ml를 추가하여 위의 방법을 반복하였고 마지막으로 한번 더 3ml를 추가하여 위의 방법을 반복하였다.
실험을 통해 얻어진 데이터를 이용해 상대점도, 비점도, 환산점도, 대수점도를 구해 주었고 이를 바탕으로 농도 대 환산점도, 농도 대 대수점도 그래프를 그려보았다.
그래프를 통해 고유점도값을 예측 할 수 있었는데 원래 농도가 0일 때의 환산점도와 대수점도가 고유점도이므로 두 값이 일치해야 하지만, 오차에 의해 일치하지 않았으므로 평균값으로 고유점도값을 구하였다. 평균 고유점도값은 0.1509 값을이 나왔다. 구한 고유점도 값을 Mark-Houwink 방정식에 대입하여 점도평균분자량을 구하였더니 1.87×104이라는 값을 얻게 되었다.
실험의 오차의 원인을 생각해 본 결과 점도측정용 항온조와 Ubbelohde 점도계의 고정부분이 맞지 않아 정확하게 고정할 수 없었으며, 시료가 구간 a-b를 지나는 시간을 측정 시 점도계가 완벽한 수직이 아니었을 것이다. 또한 구간 a-b를 지나는 시간을 측정할 때 기계장치나 전자장치가 아닌 사람의 눈으로 a에서 b로 떨어지는 것을 보고 측정을 하였고 손으로 초시계를 누를 때 눈으로 보는 것과 누를 때의 시간 차이가 있어 정확히 측정할 수 없었다. 그리고 온도의 영향도 받았을 텐데 온도를 일정하게 유지시키지 못한 점도 오차의 원인인 것 같다.
4. CONCLUSION
이번 실험의 목적은 묽은 고분자 용액의 점도를 측정해서 농도가 0일 때의 고유점도를 찾아 분자량을 알아보는 것 이었다. 실험 방법은 이전 실험에 만들어 놓은 고분자 Polystyrene을 이용하였다. 1% Polystyrene/toluene 용액을 만들기 위해서 건조된 Polystyrene을 막자사발에 넣고 toluene용액에 잘 녹도록 최대한 작은 입자가 되도록 갈아주고 100ml 부피측정용 플라스크에 Polystyrene 1g 넣고 toluene을 채워 넣고 마그네틱바를 이용하여 교반시켜주었다. 강의 자료를 통하여 Polystyrene이 toluene용액에 완전하게 녹기 위해선 최소 24시간이 걸린다는 것을 알 수 있었다. 1% Polystyrene/toluene 용액이 만들어 지는 시간이 길기 때문에 용액이 만들어지는 동안 25℃ 항온조에서 Ubbelohde 점도계에 toluene 10ml를 넣고 a-b 구간을 흐르는 시간을 측정하였다. 측정 횟수는 3번을 측정하였고 평균값 5.49초가 나왔다. 측정하는 과정에서 Ubbelohde 점도계를 항온조내에 고정 할 수 없어 인위적으로 클램프를 이용하여 고정을 시켜 놓았는데, 여기에서 점도계가 정확히 수직을 이루지 못하여 오차가 생겼을 것이라고 예측할 수 있었다. 1% Polystyrene/toluene 용액 3ml를 Ubbelohde 점도계에 넣고 온도평행을 위해 10분간 기다려준 뒤 a 지점 이상으로 올린 뒤 a-b 구간을 흐르는 시간을 측정하였다. 횟수는 측정하면 할수록 값을 정확히 할 수 있었다. 이번 실험에선 3번 측정을 하였고 측정한 시간 값의 평균값 6.28초를 구 할 수 있었다. 같은 방법으로 3ml 씩 두 번 더 용액을 넣어주고 a-b 구간을 흐르는 시간을 측정하고 평균값 7.36초, 8.52초를 구하였다. 실험을 통해 얻어진 데이터를 이용해 상대점도, 비점도, 환산점도, 대수점도를 구했고 이를 바탕으로 농도 대 환산점도, 농도 대 대수점도 그래프를 그렸다. 그래프를 통해서 고유점도 값을 예측 할 수 있었는데 농도가 0일 때 환산점도와 대수점도가 고유점도이므로 두 값이 일치해야 했지만 일치하지 않은 것으로 보아 실험의 결과가 제대로 나오지 않았다는 것을 확인 할 수 있었다.
평균값을 이용하여 고유점도값을 구하였는데 평균 고유점도값은 0.1509 값이 나왔고 고유점도 값을 Mark-Houwink 방정식에 대입하여 점도평균분자량 1.87×104을 구하였다.
실험의 오차의 원인은 위에서 말한 것과 같이 점도측정용 항온조와 Ubbelohde 점도계를 고정할 수 없어 클램프를 이용하여 고정시키는 과정에서 정확히 수직을 이루지 못하여 오차가 발생하여 오차가 생겼을 것이라고 예측 할 수 있었고, 시료가 구간 a-b를 지나는 시간을 측정할 때 기계장치나 전자장치가 아닌 사람의 눈으로 a에서 b로 떨어지는 것을 보고 측정을 하였고 손으로 초시계를 누를 때 눈으로 보는 것과 누를 때의 시간 차이가 있어 측정값의 정확도가 많이 떨어졌을 것이라고 예측 할 수 있었다.
REFERENCES
[1] 안태완 저자, 고분자화학, 문화당, pp. 82-88
[2] 고분자 화학 입문 제 3판, 박문수, 자유아카데미, 2003
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Viscometer

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