[물리화학실험] Exp 7. 오스트발트 점성도계

목차

1. Title

2. Purpose

3. Theory
1) 점성(viscosity)
2) 오스트발트 점성도계(Ostwald viscometer)
3) 확산과 Stokes-Einstein 관계식
4) Arrhenius 식과 확산

4. Chemicals &Apparatus
1) Chemicals
2) Apparatus

5. Procedure
1) 용액 제조
2) Ostwald 점성도계 실험

6. Data & Results
1) Ea 계산
2) 상대 점성도 계산
3) 절대 점성도 계산

7. Discussion

8. Reference

본문내용

Ⅰ. Title
Exp 07. 오스트발트 점성도계

Ⅱ. Purpose
본 실험에서는 오스트발트 점성도계를 이용하여 액체의 점성도를 결정한다. 점성도와 활성화 에너지 간의 관계, 액체의 구조와 점성도 사이의 관계에 대해 이해한다.
구해야 할 물리량 : Ostwald 점성도계에서 heptane, n-butanol, binary mixture의 이동 시간, 상대 점성도, 절대 점성도, 활성화 에너지

Ⅲ. Theory
1. 점성(viscosity)
1) 기체의 점성
기체의 점성도는 선형 운동량의 유량 때문에 나타난다. 일련의 층들을 이루며 흐르는 유체 즉, Newton 흐름 상태를 나타내는 유체를 고려하면 기체의 점성에 대해 생각해볼 수 있다. 용기의 기벽과 접해 있는 층은 기벽과의 상호작용으로 정지해 있으며, 용기의 기벽에서 멀어질수록 속도는 선형적으로 증가한다. 분자들은 층 사이에서 자유롭게 교환되는데, 이때 이전 층에서 가지고 있던 x축의 운동량을 그대로 가진 상태로 교환된다. 따라서 느린 층에서 오는 분자들은 교환된 뒤 층의 속도를 느리게 만들고, 빠른 층에서 오는 분자들은 교환 후 층의 속도를 가속시킨다. 결과적으로 운동량의 전달로 인해 두층 사이 마찰력이 발생하여 점성이 나타나게 되는 것이다. 점성도는 x축 운동량의 z축 방향으로의 유량에 의존한다.

참고자료

· 대한화학회, 물리화학실험, 교문사, 제2판, 2001, pp. 82-86
· Peter Atkins et al, Atkins’ Physical Chemistry, Oxford, 11th edition, 2018, pp. 296-311