소개글
"서울대 이산화탄소의 분자량"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서울대 이산화탄소의 분자량
1.1. 서론
1.2. 이산화탄소의 분자와 분자량
1.3. 기체법칙 및 이상기체 상태 방정식
1.4. 실험 및 실험 장치
1.5. 실험 결과
1.6. 결과 분석
1.7. 이산화탄소의 상변화 관찰
1.8. 결론 및 고찰
2. 참고 문헌
본문내용
1. 서울대 이산화탄소의 분자량
1.1. 서론
이산화탄소는 탄소 원자 한 개와 산소 원자 두 개가 결합한 화학 화합물이다. 이산화탄소는 무색, 무취, 무미의 기체 상태로 존재하며, 화학식은 CO2이다. 이산화탄소는 대칭 구조를 가져 화학적 활성이 낮은 편이다. 물에 녹으면 약한 산성을 띠게 되어 탄산이 생성된다.
이번 실험을 통해 드라이아이스를 이용하여 플라스크 내부를 이산화탄소 기체로 채운 뒤 그 특성을 관찰하고자 한다. 플라스크 내부에 채워진 이산화탄소 기체의 질량과 부피를 측정하여 이상 기체 방정식에 대입함으로써 이산화탄소의 분자량을 구해볼 것이다. 또한, 타이곤 튜브에 드라이아이스를 넣어 압력과 온도 변화에 따른 이산화탄소의 상변화 과정을 관찰할 것이다. 이를 통해 이산화탄소의 분자 구조와 특성, 그리고 기체 법칙 및 이상 기체 상태 방정식을 직접 확인할 수 있을 것이다.
1.2. 이산화탄소의 분자와 분자량
화학 화합물은 궁극적으로 원자의 집합체이다. 예를 들어, 메탄은 각각 1개의 탄소와 4개의 수소 원자로 구성된다. 이 때 어떻게 메탄 1몰의 질량을 계산할 수 있을까? 각 CH4 분자는 1개의 탄소 원자와 4개의 수소 원자를 포함하고 있기 때문에, CH4 분자 1몰은 1몰의 탄소 원자와 4몰의 수소 원자를 포함하고 있다. 메탄 1몰의 질량은 이를 구성하는 탄소와 수소의 질량을 합하면 알 수 있다. 1몰 탄소의 질량은 12.01g이고, 4몰 수소의 질량은 4 * 1.008g이다. 따라서 1몰 메탄의 질량은 16.04g이며, 이를 메탄의 분자량이라고 부른다. 즉, 분자량은 분자성 화합물 1몰의 질량을 그램 단위로 나타낸 수치이다. 물질의 분자량은 분자를 구성하는 원자의 질량을 합함으로써 얻어진다. 분자성 화합물이 아닌 이온 화합물 같은 경우에는 분자량 대신 화학식량을 사용한다. 분자량과 몰질량은 다른 개념으로, 몰질량은 분자가 아닌 물질이라도 그 물질 1몰의 질량을 나타낸다.
1.3. 기체법칙 및 이상기체 상태 방정식
<보고서 내용>
보일의 법칙에 따르면 일정한 온도에서 기체의 압력 P와 부피 V는 반비례 관계에 있다. 즉, P와 V의 곱은 일정한 상수값을 가지게 된다. 수식으로 나타내면 PV = 상수이다. 이러한 관계를 통해 우리는 기체의 압력이 증가하면 부피가 감소하고, 반대로 압력이 감소하면 부피가 증가한다는 것을 알 수 있다.
샤를의 법칙은 일정한 압력에서 기체의 부피 V와 절대온도 T가 정비례 관계에 있음을 나타낸다. 이를 수식으로 표현하면 V/T = 상수이다. 이를 통해 기체의 온도가 상승하면 부피가 증가하고, 온도가 낮아지면 부피가 감소한다는 것을 알 수 있다. 특히 샤를의 법칙은 온도가 0 K에 가까워질수록 기체의 부피가 0에 수렴한다는 것을 보여준다.
아보가드로 법칙은 동일한 온도와 압력 조건에서 기체의 부피와 몰 수가 비례한다는 것을 말한다. 즉, V = k*n 의 관계가 성립한다. 여기서 k는 기체의 종류와 상관없이 일정한 상수이다. 이 법칙은 일정 부피 내의 모든 기체가 동일한 수의 기...
참고 자료
Ebbing , 4 Ed, 교보문고, 1997
이상권 외 7인 <고등학교 화학2>, 지학사, 2017
김희준. 일반화학실험. 자유아카데미. 2018. 21p~32p.
Atkins, P. Jones, L. Laverman, L. In Chemical principles the quest for insight, W.H.freeman. 2016. 7ed. 495p
Clausius, R. Ueber die Art der Bewegung, welche wir Wärme nennen. Annalen der Physik und Chemie 176. 1857; pp. 353–79.
International Bureau of Weights and Measures; The International System of Units; 8th ed.; 2006; p. 126, ISBN 92-822-2213-6, archived (PDF) from the original on 2017-08-14
Silbey, Robert J.; Alberty, Robert A.; Bawendi, Moungi G. Physical Chemistry; 4th ed; Wiley. 2004;
Smith, J.M. "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 8th Edition". McGraw Hill. 2016.
김희준(2010). 일반화학실험. 자유아카데미. 21.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 77.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 167-169.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 170-171.
세화 편집부 (2001), 화학대사전, 세화, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663025&cid=62802&categoryId=62802.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 172.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 173-174.
세화 편집부 (2001), 화학대사전, 세화, https://terms.naver.com/entry.naver?cid=62802&docId=5662811&categoryId=62802.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 422-424.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 425-427.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 198-201.
Steven Zumdahl, Susan Z, Donald J (2017), Chemistry (10th ed.), Cengage Learning, 385-386.
1
2
3
4
5
6