액체의 밀도와 점도 - ostwald 점도계

목차

1 서론
2 실험이론
3 실험 기구 및 시약
4 실험 순서
5 실험 결과
6 실험 해석
7 실험 토론
8 참고

본문내용

1. 서론
밀도 측정 실험에선 어떤 온도에서 각각 다른 농도의 에탄올 수용액을 시료로 하여 비중병으로 질량을 측정하고, 그 측정값과 밀도를 알고 있는 표준물질인 증류수와 비교하여 수용액의 비중(밀도)을 계산한다. 점도 측정 실험에선 Ostwald 점성도계를 사용하여 수용액이 구간을 통과하는 시간(초)을 측정해 해당 액체의 점성도를 결정하고 온도의 영향을 규명한다.

2. 실험이론
1) 비중(밀도) 측정 실험에 필요한 이론은 다음과 같다. 어떤 물질의 질량과 같은 부피인 표준물질의 질량과의 비를 비중(밀도)이라 한다. 비중병으로 얻은 같은 부피의 증류수와 에탄올 수용액의 질량과 두 유체의 비중 관계식, 25℃의 물의 밀도 값을 이용하여 아래 관계식을 통해 에탄올 수용액의 밀도를 구할 수 있다.

2) 점도 측정실험은 다음과 같다. 점도를 측정할 때 가장 흔히 사용되는 기구는 Ostwald 점도계이다. 이 기구를 가지고 점도를 측정하는 방법의 오체는 일정한 부피를 가진 액체가 중력의 영향을 받아 길이와 반지름이 알려진 모세관을 통해 흘러내는데 소요되는 시간을 측정하는 것이다. poiseuille는 이론적으로 Ostwald 방법에 적용될 수 있는 식을 유도하였는데, 그 식은 다음과 같다.
위의 식으로는 모든 양들을 점성도계에 대해 실험적으로 결정해 “절대 점성도”를 계산할 수 있지만 보통 주어진 온도에서 한 기준물질과 비교해 상대 점성도를 결정하는 방법을 사용한다. 그 방법에 대한 관계식은 아래와 같다. 여기서 d는 물질의 밀도이다. 만일 물질 2가 기준액체라면 임의로 n2값을 1로 잡고 위 식에 밀도와 시간을 대입해 n1을 구한다. 식 (2)를 사용하여 주어진 온도에서의 물의 점도를 25℃에서의 물의 점도에 대한 상대적인 값으로 구할 수 있다. 상대 점도를 알면 물질의 상대 점도에 25℃의 물의 점도를 곱해 절대점도를 계산할 수 있다.실험에서 (1)의 식으로 바로 절대 점성도값을 구할 수 없기 때문에 (2) 식으로 η1을 구한다.

참고자료

· 액체의 밀도/점도 측정 매뉴얼
· Atkin's 물리화학 10판 Table 19.B.1
· https://www.rheosense.com/applications/viscosity/two-component-mixtures
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=297809&cid=60262&categoryId=60262