본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험명
실험명은 "유리기구의 불확실성"이다. 이 실험은 실험을 할 때에 가장 기초적인 측정기구인 저울과 유리기구에 대해 각각 명칭과 사용법을 학습하고 유리기구가 갖고 있는 불확실성에 대해 이해하며 데이터 처리 및 불확실도 추정 방법을 학습하는 것을 목적으로 한다.
1.2. 실험 목적
실험 목적은 실험을 할 때에 가장 기초적인 측정기구인 저울과 유리기구에 대해 각각 명칭과 사용법을 학습하고, 유리기구가 갖고 있는 불확실성에 대해 이해하며, 데이터 처리 및 불확실도 추정 방법을 학습하는 것이다."이 실험의 주요 목적은 화학 실험에서 가장 기본적인 도구들인 저울, 피펫, 눈금실린더, 뷰렛 등의 유리기구들에 대해 명칭과 사용법을 숙지하고, 이러한 기구들이 가지고 있는 불확실성에 대해 이해하며, 측정된 데이터를 처리하고 불확실도를 추정하는 방법을 학습하는 것이다. 즉, 화학 실험에서 기본적으로 사용되는 유리기구의 구조와 특성을 이해하고, 그 기구를 이용하여 정확하고 정밀한 측정값을 얻는 방법을 익히는 것이 이 실험의 주된 목적이라고 할 수 있다."
1.3. 실험 원리
화학은 물질의 정체와 변환을 연구하고 화학 반응의 특성을 연구하는 자연과학의 핵심 분야이다. 따라서 화학 실험에서의 관찰과 측정은 화학이라는 분야에 대해 배우는 첫 단계라고 할 수 있으며 실험을 통해 예측하고 결과를 도출해 낼 수 있다. 대부분 실험은 도구나 기기를 이용하여 측정된 값을 가지고 결과를 도출한다. 그 결과가 정확하게 도출하기 위해서는 도구나 기기가 정밀하고 정확해야 하며 실험자 또한 정확한 방법을 통해 도구나 기기를 사용해야 한다.
하지만 실험에 사용 되는 기구에는 불확실성 이라는 것이 존재한다. 불확실성이란 확실하지 아니한 성질 또는 그런 상태를 뜻하는데 이 불확실성은 기구를 다루는 게 미숙하거나 기구 사용 방법이 잘못되어 나타날 수 있다. 그래서 우리는 이 불확실성을 최소화하고 정밀하고 정확한 결과를 얻기 위해 기구의 사용방법을 정확히 이해하고 숙지하여 사용하여야 한다.
화학 실험에서 용액의 부피 측정에 사용 되는 기구는 눈금실린더, 뷰렛, 피펫 등이 있다. 그 중에서도 피펫은 정확한 양의 액체를 다른 용기에 옮기는데 사용되며, 정밀도가 높다. 액체를 옮길 때 사용하는 여러 뷰렛들은 주로 적정할 때 사용 되지만 모든 측정값이 정확하지 않기 때문에 불확실이 포함 되어 있다. 따라서 실험에 사용되는 유리기구의 정확한 사용법을 익히고 실험결과의 불확실성을 이해하는 것이 중요하다.
2. 실험 기기 및 시약
2.1. 시약
증류수는 H2O의 화학식을 가지며, 분자량(Molecular Weight)은 18.02g/mol이다. 끓는점(Boiling Point)은 100℃이고, 녹는점(Melting Point)은 0℃이다. 밀도(Density)는 4℃에서 1.0g/cm3이다. 증류수는 화학 실험에서 가장 널리 사용되는 용매로, 화학 반응에 관여하지 않고 불순물이 없는 순수한 물이다. 따라서 다양한 화학 실험에서 용매, 반응 매질, 희석제 등으로 사용된다.""
2.2. 실험 기구
화학실험에서 사용되는 주요 실험 기구들은 다음과 같다.
화학저울은 정밀한 무게 측정을 위해 사용되며, 평평한 곳에 놓고 조절나사를 이용해 수포가 원 안에 들어오도록 평형을 맞춘다. 전원을 켜고 안정화되면 영점을 맞춘 후 시료를 올려 무게를 측정한다. 전자저울은 측정허용치를 초과하지 않도록 주의해야 하며, 충격을 주거나 떨어뜨리지 않도록 해야 한다. 배터리 상태도 수시로 확인해야 한다.
온도계는 실험 중 온도를 측정하는 데 사용된다. 유리 재질의 온도계가 주로 사용되며, 온도 변화에 따라 온도계 내부 액체의 부피가 변하는 원리로 작동한다.
증류수는 실험에 사용되는 가장 순수한 용매이다. 실험에 사용되는 모든 유리기구는 증류수로 세척하고 완전히 건조시켜야 한다.
뷰렛은 정밀한 액체 부피 측정을 위해 사용되며, 밑부분에 콕이 있어 정량의 액체를 떨어뜨릴 수 있다. 뷰렛을 사용할 때는 세척 후 증류수로 씻고 메탄올로 물기를 닦아내 말린다. 콕을 열어 용액을 흘려보내면서 메니스커스를 정확한 눈금에 맞춘다.
피펫은 일정량의 액체를 정확히 취하기 위해 사용되는 유리기구로, 홀 피펫과 메스 피펫으로 구분된다. 피펫 사용 시 절대 입으로 빨아들이지 않고 반드시 피펫 펌프를 사용해야 한다.
눈금실린더는 액체의 부피를 측정하는 데 사용되며, 유리 표면에 mL 단위의 눈금이 새겨져 있다. 실린더를 수직으로 세운 상태에서 메니스커스의 아래쪽 부분을 눈금에 맞춰 읽는다.
비커는 일반적인 실험 반응용기로 사용되며, 눈금이 표시되어 있어 대략적인 부피 측정에도 활용할 수 있다. 삼각 플라스크 역시 반응 용기로 사용되며, 바닥이 편평하고 주둥이가 긴 형태이다.
이 외에도 유리 재질의 스포이드, 클램프 등 다양한 실험 기구들이 화학 실험에 활용된다.
3. 실험 방법
3.1. 무게 측정
실험에 사용할 저울은 제조사와 모델, 측정 용량(최대 측정 무게), 측정의 정밀도를 조사하여 확인해야 한다. 실험에서 저울은 정밀도와 정확도가 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 저울을 평평한 곳에 놓고 조절나사를 통...
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