소개글
"표면장력"에 대한 내용입니다.
목차
1. 표면장력 측정 실험
1.1. 실험 목적
1.2. 이론 및 원리
1.2.1. 표면장력의 정의
1.2.2. 모세관 현상
1.2.3. 모세관 상승법
1.2.4. 고리 방법
1.3. 실험 방법
1.3.1. 액적법
1.3.2. 장력계법
1.4. 실험 결과 분석
1.4.1. 액적법 결과
1.4.2. 장력계법 결과
1.4.3. 결과 해석
1.5. 실험의 개선점
2. 참고 문헌
본문내용
1. 표면장력 측정 실험
1.1. 실험 목적
이 실험의 목적은 2가지 방법으로 액체의 표면장력을 측정하여 표면장력의 성질과 이와 관련된 현상들을 이해하는 것이다.
첫 번째 방법은 액적법으로, 측정된 방울의 부피와 무게, 모세관의 반경을 이용하여 표면장력을 구한다. 두 번째 방법은 장력계법으로, 고리의 반지름, 액막이 파괴되기 직전 고리에 걸리는 힘, 그리고 보정계수를 이용하여 표면장력을 계산한다.
이를 통해 표면장력의 정의와 모세관 현상, 모세관 상승법, 고리 방법 등 표면장력과 관련된 이론 및 원리를 이해하고자 한다.
1.2. 이론 및 원리
1.2.1. 표면장력의 정의
표면장력이란 액체의 자유표면에서 나타나는 현상으로, 액체 내부의 분자들 간 인력과 표면 근처의 분자들 간 인력의 차이에 의해 발생한다. 액체 내부의 분자들은 모든 방향으로 균일하게 인력을 받지만, 액체 표면 근처의 분자들은 공기 쪽으로는 인력이 작용하지 않아 표면 근처 분자들이 내부로 끌려들어가려는 경향이 생기게 된다. 이로 인해 액체 표면이 수축하려는 힘이 발생하게 되고, 이를 표면장력이라고 한다. 즉, 표면장력은 단위 길이의 액체 표면에 작용하는 힘으로 정의될 수 있다.""
1.2.2. 모세관 현상
액체 속에 폭이 좁고 긴 모세관을 넣었을 때, 관 내부의 액체 표면이 외부의 표면보다 높거나 낮아지는 현상이 모세관 현상이다. 이는 액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력의 차이에 의해 일어난다. 수은의 경우 관과의 부착력보다 응집력이 더 강하기 때문에 액면이 볼록하게 되어 관 내부가 더 낮아진다. 반면 물은 응집력보다 부착력이 더 강하기 때문에 액면이 오목하게 되어 관 내부가 더 높아지게 된다. 즉, 수조에 담긴 물에 가는 관을 넣으면 관을 따라 물이 올라오게 되고, 반대로 수은은 더 내려가게 된다. 이러한 모세관 현상은 액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력의 차이에 의해 발생하는 것이다."
1.2.3. 모세관 상승법
모세관 상승법은 액체가 폭이 좁고 긴 모세관 내부에서 상승하는 현상을 이용하여 표면장력을 측정하는 방법이다. 모세관 내부의 액체 표면이 외부 액체 표면보다 높거나 낮아지는 모세관 현상은 액체의 응집력과 모세관 물질과 액체 사이의 부착력의 차이에 의해 발생한다.
모세관 내부로 액체가 상승하는 높이 h는 표면장력 γ, 모세관 반경 r, 접촉각 θ, 액체의 밀도 ρ, 중력가속도 g에 의해 결정된다. 이를 수식으로 나타내면 γ = (1/2)hrgρ/(cosθ)가 성립한다. 여기서 접촉각 θ는 액체와 모세관 물질 사...
참고 자료
Peter atkins, Physical chemistry, Oxford University Press, 2018, (p.605, p889)
(박홍철, 최석진), 물리화학실험, 탑출판사, 1979
[네이버 지식백과] 아세톤 [acetone, Aceton] (화학대사전, 2001. 5. 20., 세화)
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%91%9C%EB%A9%B4%EC%9E%A5%EB%A0%A5
D. P. Shoemaker, C. W. Garland and J. W. Nibler, “Experiments in Physical Chemistry”, 5th ed., McGraw-Hill, New York (1989)
