화학실험 - 물의 증기압과 증발열

화학실험 - 물의 증기압과 증발열

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목차 ■ 실 험 목 적 ■ 실 험 이 론 ■ 실험 기구 및 시약 ■ 실 험 방 법 ■ 주 의 사 항 ■ 실험 결과 및 분석 ■ 토 의 사 항 ■ 참 고 자 료 ■ 참 고 문 헌 본문 ■ 실험 목적 • 물의 온도 변화를 통해 이에 따른 증기압과 증발열을 측정한다. • Clausius-Clapeyron식을 사용하여 증발열을 구한다. ■ 실험 이론 • 증 발 : 액체에서 기체로 변화하는 과정으로 이 증발 과정은 액체내의 비교적 강한 분자간 인력을 극복하기 위해 에너지가 소모되는 것이므로 발열 반응이다. ◦ 증발열 : 기압의 압력에서 액체 1mol이 증발하는데 필요한 에너지로 단위로는 J/mol을 사용한다. ◦ 증기압 : 평형 상태에서의 증기의 압력을 액체의 평형 증기압 혹은 증기압이라고 하며 증기압은 온도에 따라 변화한다 • Clausius-Clapeyron식 가정법 ◦ 온도에 의한 증기압의 변화 관계를 나타내며, 이 식의 전개에는 몇 가지의 가정이 따른다. ∙ 액체와 기체상 사이의 평형 상태 ∙ 증기는 이상기체이다 ∙ 액체의 몰부피는 증기의 몰부피에 비교해 무시할 수 있다. ∙ 증발열은 온도에 무관하다 ∙ △Hvap : 증발열, Pvap : 증기압, R : 기체 상수, C : 각 물질의 고유한 상수 ∙ 2.303이라는 숫자는 상용 대수와 자연 대수 사이의 전환 인자(lnX = 2.303logX) • 이상기체(ideal gas) ◦ 어떤 조건에서도 이상기체 상태방정식이 잘 적용되는 기체 ∙ 이상 기체는 분자 사이의 인력이나 반발력이 작용하지 않는다. ∙ 온도가 0 K가 되면 기체의 부피는 0 이어야 하며, 평균 운동 에너지는 절대 온도에 비례한다. • 이상기체방정식 유도 ◦ 보일의 법칙 : 일정온도에서 일정량의 기체 부피는 압력에 반비례한다. ∙ ◦ 샤를의 법칙 : 압력과 온도가 일정할 때, 기체의 부피는 절대 온도에 비례한다. ∙ ◦ 보일-샤를의 법칙 : 일정량의 기체의 부피는 절대 온도에 비례하고, 압력에 반비례한다. ∙ ◦ 아보가드로의 법칙 : 보일-샤를의 법칙에 모든 기체 1몰의 부피는 표준상태 (0℃, 1atm)에서 22.4L ◦ 이 법칙을 적용하여 기체 1몰에 대한 기체 상수 k의 값을 구하면, 다음과 같다. ∙ ◦ 위 식과 같이 기체 1몰에서의 값을 k기체상수라고 하며, R로 나타낸다. ∙ R은 1몰일 때의 값이므로 n mol 일 때는 k=nR이 된다. ∙ 이 식을 이상기체 상태 방정식이라고 한다. 참고문헌 ■ 참고 문헌 • 물리화학실험, 이익춘외, 탐구당, 1999년 출간 • 물리화학실험, 이문득 저, 자유아카데미 • 물리화학 Gordon M. Barrow 5th Edition, 김양 외 10명 저, 자유아카데미 • 물리화학 R. Alberty and F. Daniels, 탐구당 • 정량분석화학, 고완석 외 5명, 동화출판 • 최신일반화학, 화학교재편찬회, 탐구당, p1092～1093 • Lange′s Handbook of chamistry, John A, Dear., McGraw-Hill Inc., p5-28～5-29 • CRC Handbook 6-3,『증기압 문헌치』 • http://goawaken.x-y.net/lab/state/gas01.htm, 『이상기체 상태방정식』 하고 싶은 말 화학실험 - 물의 증기압과 증발열 키워드 물의, 화학실험, 이린, 증발열, 실험