액체-증기 평형 분별끓음혼합물

소개

"[물리화학실험] 액체-증기 평형 분별끓음혼합물"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Chemicals & Apparatus
5. Procedure
6. Data & Results
7. Discussion
8. References

본문내용

1. Title
Exp2. 액체-증기 평형: 불변 끓음 혼합물

2. Purpose
아베 굴절계를 이용하여 메탄올, 벤젠으로 구성된 최저 끓는점을 가지는 이성분 액체계의 끊는점-조성 도표를 결정한다.
(구해야 할 물리량: 시료 별 조성(몰분율), 굴절률, 끓는점)

3. Theory
1) 라울의 법칙(Raoult’s law)
비휘발성, 또는 비전해질 용질이 녹아있는 용액에서 증기압력은 용매의 몰분율에 비례하고, 증기 압력 내림은 용질의 몰분율에 비례한다는 법칙을 라울의 법칙(Raoult’s law)이라고 한다.
Figure 1은 라울의 법칙을 나타낸 그래프이다. A와 B로 구성된 혼합물에서, 각 물질의 부분압력은 각 물질의 몰분율에 비례함을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 용액의 전체 압력도 어느 한 성분의 몰분율에 비례한다.

<중 략>

용액에서 용매의 몰분율은 1보다 작다. 따라서, 어느 물질이 녹아있는 용액의 증기압력은 순수한 용매의 증기압력보다 작다. 이때 증기압력이 내려가는 정도는 용질의 몰분율에 비례한다.
라울의 법칙에서는 용질과 용매가 모두 이상적으로 거동한다는 것을 가정으로 하여 성립한다. 따라서 실제 용액의 거동을 라울의 법칙으로 설명할 수 있으면 해당 용액을 이상 용액, 라울의 법칙과는 다른 거동을 보이면 비이상 용액이라고 한다.

2) 단순 증류(simple distillation), 분별 증류(fractional distillation)
단순 증류(simple distillation)은 액체의 한 성분을 비휘발성 물질에서 휘발성 액체를 분리하거나 고체에서 휘발성 액체를 분리할 때, 또는 끓는점 차이가 큰 액체로부터 분리하는데 사용되는 증류 방법이다. 증류 플라스크에서 용액을 끓이고, 증기가 냉각되어 액화되며 모인다. 끓는점 차이가 비슷한 물질의 경우 단순 증류로는 분리하기 쉽지 않다.

참고자료

· PubChem, “methanol”, “benzene”, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ , (2024.05.12)
· Peter Atkins 및 안운선 옮김, 물리화학, 제11판, 교보문고, 2020, pp. 142~143, 158~162
· 대한화학회, 물리화학실험, 청문각, 2판, 2000, pp. 38~47
· Daniel C. Harris · Charles A. Lucy 및 강용철 외 8인 옮김, 분석화학 제 10판, 자유아카데미, 2020, pp.
· 588~589
· K. L. Williamson, Macroscale and Microscale Organic Experiments, 6th Ed. Houghton Mifflin, 2020,
· pp. 86~101