실험 레포트이성분 용액의 온도 조성표

실험 레포트이성분 용액의 온도 조성표

[실험 레포트]이성분 용액의 온도 조성표.hwp

본문 1. 일시 - 2. 실험제목 - 이성분용액의 온도-조성 상도표 3. 실험목적 - 이성분 액체 혼합물(binary liquid mixture)의 상전이 현상을 알아보고 온도-조성 그래프에서의 임계점을 측정할 수 있다. 4. 실험이론 - 상(phase)이란 화학적 조성은 물론 물리적 상태가 전체적으로 균일한 물질의 한 상태를 말한다. 즉 어떤 물질의 어느 부분을 취해도 물리적 화학적으로 같은 성질을 나타낼 때, 그 물질은 하나의 상을 이룬다고 한다. 상에는 기체상(氣體相), 액체상(液體相), 고체상(固體相)이 있으며 상은 균일계(均一系)와 불균일계로 나뉜다. 즉 하나의 상으로 이루어지는 계를 균일계, 2개 이상의 상으로 이루어지는 계를 불균일계라고 한다. 또한 한 상으로부터 다른 상으로의 자발적인 변환을 상전이(phase equilibrium)라고 한다. 하나의 물질의 온도를 일정하게 하면서 그 압력만을 변화시키면서 상전이를 관찰하게 되면 물질의 각 상태가 안정하게 되는 압력의 범위를 결정할 수 있으며 많은 다른 온도에서 과정을 반복하게 되면 상평형 그래프를 얻을 수 있다. 평형상태에서 기체, 액체, 고체의 상이 공존하는 압력과 온도를 삼중점(triple point)라 한다. 또한 기체-액체가 공존하는 곡선은 다른 상평형 곡선과는 다르게 계속되지 않고 끝나게 되는데 그 지점을 임계점(critical point)이라 하며 그때의 온도를 임계온도(critical temperature)라고 한다. 위 임계 온도란 상분리가 일어날 수 있는 온도의 상한이며 두 성분이 완전히 섞이게 된다. 위 임계 온도가 나타나는 원인은 같은 분자들끼리 뭉쳐있을 때의 퍼텐셜 에너지 면에서의 이점이 분자의 열운동보다 낮기 때문이다. 이와 반대로 분리가 일어날 수 있는 온도의 하한을 아래 임계온도라고 한다. 두 종류의 분자가 낮은 온도에서 약한 착물을 만들기 때문에 이보다 낮은 온도에서는 어떤 비율로나 섞이고 이보다 높은 온도에서는 두 상을 이룰 수 있다. 다음의 그래프에서 가장 위의 영역은 용액이 하나의 상으로 존재하며 아래의 영역은 하나의 상으로 존재하기에는 열역학적으로 불안정한 역영이다. 또한 빗금친 영역은 준 안정지역이다. 그리고 그래프에서 기울기가 0이 되는 점(미분하여 0이 되는 지점)이 임계점(critical point)이 된다. One-phase solution에서 two-phase solution으로의 전이는 스피노달 분해(spinodal decomposition)라는 중간 단계를 거치게 되는데 스피노달 분해란 모든 곳에서 조성은 같지만 조성의 작은 요동에 의해 A가 많은 지역과 B가 많은 지역으로 상 분리되면서 전체 자유에너지가 감소되기 때문에 곧 불안정하게 되어 반대방향으로 역방향 확산(up-hill diffusion)이 일어나 분해 되는 것을 말한다. 이때 용액은 빛을 강하게 산란시키게 되는데 이를 임계젖빛현상(critical opalescence phenomenon)이라 한다. 이러한 현상이 나타나는 이유는 임계점 부근의 상태에서의 계의 성질은 비정상적이다. 임계점에서 무한대가 되는 압축률과 열용량 같은 양들은 임계점에서 갑자기 무한대가 되지 않고 임계점에 가까워지면 가파르게 증가하여 무한대 값을 갖게 되기 때문이다. 이번실험에서 이성분 용액의 몰분율을 변화시키며 빛의 산란이 최대로 일어나는 온도를 측정하게 되면 위와 같은 온도-조성의 상평형 그래프를 얻을 수 있다. 5. 실험기구 및 시약 - 실험기구 He-Ne laser(0.5mW) thermocouple probe 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 온도, 조성, 실험, 용액, 임계, 임계점