물리화학레포트 액체의 분자량 측정

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본문 액체의 분자량 측정 물리화학실험 레포트 1. Procedure 1) 증발관을 세척 후 건조 시킨다. 2) 수면의 높이는 기체 뷰렛의 맨 위 눈금에 맞춘다. 3) 주사기로 시료를 취하고 Victor meyer장치의 증발관에 꽂아 둔다. 4) 뜨거운 물로 바깥통을 데운 다음 물기를 제거하고 바깥통을 가열 시킨다. 5) 수준 맞추는 물통과 수면의 높이를 같게 한 후 기체 뷰렛의 높이를 측정한다. 6) 증발관에 시료를 주입한다. 7) 증발되는 동안 수준 맞추는 물통을 기체 뷰렛보다 약 5cm 더 빠르게 내려서 둘의 수면이 같게 맞춘다. 8) 수면의 높이가 변하지 않을 때 뷰렛의 높이를 측정한다. 2. Data sheet -실험실 환경 온도 : 27 ℃ 습도 : 72 % 기압 : 764.3 mmHg 1) Diethylether 기체 뷰렛의 높이(mL) Diethylether 1차 주입 113.5 Diethylether 2차 주입 100 Table 2. 기체 뷰렛의 높이 3. Description 1 3 5 6 2 4 Victor meyer device 2. gas buret 3. Heater 4. Clamp, Stand 5. level instrument 6. Rubber tube 4. Result Diethylether 1차 주입 g (시료의 질량) R (기체상수) T (절대온도) P (실험실 압력) V (기체의 부피) M (분자량) 0.42g 0.082 atm L/mol K 309 K 1.006 atm 113.5 mL 93.2 g/mol Table 3. Diethyl ether 1차 주입 계산값 Data cal) - g (시료의 질량) 2.88 g (시료가 담긴 주사기의 무게) - 2.46 g (비어있는 주사기의 무게) = 0.42 g T (절대온도) 36℃ + 273 = 309 K P (실험실 압력) 764.3 mmHg ÷ 760 mmHg = 1.006 atm M (분자량) PV`=`nRT` -> `PV`=` w over M RT`` -> `M`=` wRT over PV M`=` 0.42`g` TIMES `0.082`atm L/mol K` TIMES `309K over 1.006`atm` TIMES `0.1135`L `=93.2`g/mol Diethyl ether 2차 주입 Table 4. Diethyl ether 2차 주입 계산값 Data g (시료의 질량) R (기체상수) T (절대온도) P (실험실 압력) V (기체의 부피) M (분자량) 0.44 g 0.082 atm L/mol K 313 K 1.006 atm 100 mL 112.26 g/mol cal) - g (시료의 질량) 2.90 g (시료가 담긴 주사기의 무게) - 2.88 g (비어있는 주사기의 무게) = 0.44 g T (절대온도) 40℃ + 273 = 313 K P (실험실 압력) 764.4 mmHg ÷ 760 mmHg = 1.006 atm M (분자량) PV`=`nRT` -> `PV`=` w over M RT`` -> `M`=` wRT over PV M`=` 0.44`g` TIMES `0.082`atm L/mol K` TIMES `313K over 1.006`atm` TIMES `0.100`L `=112.26`g/mol 1-2) Diethyl ether 압력보정 물의 증기압에 대한 보정 Table 5. 물의 증기압에 대한 보정 p _ 대기압 P _ H20 상대습도 P _ C 1.006 atm 0.035atm 72% 1.02 cal) P _ C = p _ 대기압 + P _ H20 ( 1- 상대습도) * P _ 대기압 =`1.006atm` P _ H _ 2 O ```=``0.035atm P _ C `=`P _ 대기압 `+`P _ H _ 2 O `(1`-`상대습도) → P _ C `=`1.006atm`+`0.035atm(1-0.72) = 1.016atm Diethyl ether 1차 주입 Table 6. 보정후 Diethyl ether 1차 주입 Data g (시료의 질량) g R (기체상수) Latm/Kmol T (Ether b.p) K P (실험실 압력) atm V (기체의 부피) L M (분자량) g/mol 0.42 g 0.082 atm L/mol K 309 K 1.016 atm 113.5 mL 92.29 g/mol cal) M (분자량) PV`=`nRT` -> `PV`=` w over M RT`` -> `M`=` wRT over PV M`=` 0.42`g` TIMES `0.082`atm L/mol K` TIMES `309K over 1.016`atm` TIMES `0.1135`L `=`92.29`g/mol Diethyl ether 2차 주입 Table 7. 보정후 Diethyl ether 2차 주입 Data g (시료의 질량) g R (기체상수) Latm/Kmol T (Ether b.p) K P (실험실 압력) atm V (기체의 부피) L M (분자량) g/mol 0.44 g 0.082 atm L/mol K 313 K 1.016 atm 100 mL 111.15 g/mol cal) M (분자량) PV`=`nRT` -> `PV`=` w over M RT`` -> `M`=` wRT over PV M`=` 0.44g` TIMES `0.082`atm L/mol K` TIMES `313K over 1.016`atm` TIMES `0.100`L `=`111.15`g/mol` 3)오차율 <Table 8. 실험값, 이론값 Data> 실험값 이론값 Diethylether 1차주입 93.2 74.12 2차주입 112.26 Diethylether(압력보정 후) 1차주입 92.29 2차주입 111.15 <Table 9. 오차율> 오차율(%) 보정 X 보정 O 1차 주입 2차 주입 1차 주입 2차 주입 Diethylether 26 % 51 % 25 % 50 % cal) *보정 전 - Diethyl ether 1차 주입 오차율 LEFT | 74.12g/mol`-`93.2`g/mol over 74.12g/mol RIGHT | ` TIMES `100`(%)`=`26%` - Diethyl ether 2차 주입 오차율 LEFT | 74.12g/mol`-`112.26g/mol over 74.12g/mol RIGHT | ` TIMES `100`(%)`=`51`%` *보정 후 - Diethyl ether 1차 주입 오차율 LEFT | 74.12g/mol`-`92.29`g/mol over 74.12g/mol RIGHT | ` TIMES `100`(%)`=`25`% - Diethyl ether 2차 주입 오차율 LEFT | 74.12g/mol`-111.15`g/mol over 74.12g/mol RIGHT | ` TIMES `100`(%)`=`50`% 5. Discussion 1) 실험에 대한 고찰 이번에 한 실험은 victor meyer 법을 이용한 액체의 분자량 측정이었다. victor meyer 법이란 휘발성 물질의 증기밀도를 측정하여 분자량을 결정하는 방법이다. Victor Meyer법에서는 질량을 알고 있는 일정량의 물질을 증발관에서 모두 증발시켜서 이 물질의 증기량과 같은 부피의 공기를 관외로 몰아낸다. 그리고 이 몰아낸 공기의 부피를 일정온도와 대기압에서 측정하는 것이다. 또한 기체의 분자량에 대한 식은 이상기체의 상태 방정식으로부터 다음과 같이 구할 수 있다.주어진 온도 T와 압력 P에서 g그램의 기체가 차지하는 부피 V를 하면 이 식을 써서 기체의 분자량 M을 계산할 수 있다. R은 기체상수이고, n은 기체의 몰수이다. VICTOR MEYER법에서는 질량을 알고 있는 일정량의 물질을 증발관으로부터 이 물체의 증기와 같은 부피의 공기를 배제시킬 수 있도록 증발시킨다. 이 배제된 공기를 물이나 수은 위로 수집하여 대기압과 알려진 온도 하에서 부피를 측정한다. 이번 실험의 시료는 Diethyl ether였다. Diethylether의 분자량의 이론값은 74.12 g/mol 이었지만 직접 실험한 결과는 93.2g/mol, 112.26g/mol 이었고 또한 보정을 시킨후의 값은 92.29g/mol, 111.15g/mol 이었다. 이러한 보정 전후의 차이가 생기는 이유는 대기가 습한 날일 경우에는 공기가 실온에서 이미 포화되어 있기 때문에 압력보정이 필요가 없다. 하지만 대기가 건조한 날이라면 공기가 실온에서 포화되어 있지 않은 상태이기 때문에 물이 증발하게 되고, 이에 따른 압력보정을 해주는 것이다. 그리고 건조한 날이더라도 대기에 약간의 수증기가 있기 때문에 그 점을 생각하여 (1-상대습도)한 값을 물의 증기압에 곱해줘야 한다. 그래서 보정을 하고나서의 오차율이 보정전 실험값의 오차율보다 적게나오는 것을 확인할 수가 있다. 이래서 압력보정을 시켜주는 것같다고 생각했다. 보정을하면 이론값과는 다른 실제 실험실의 습도가 반영되어 분자량을 구하기 때문이다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 주입, 기체, 보정, 분자량, 차, 차