4. 실험방법♣ 제Ⅰ족 양이온의 분리1. 1ml 시료 용액을 75mm 시험관 안에 취하고 6M HCl 2방울을 가한 후 원심 분리한다.2. 원심분리기의 사용법을 익힌다.3. 침전 형성을 완결하기 위해 6M HCl 2방울 상층 액을 시험한다. 필요하다면 원심분리를 하고 상층 액은 버린다. 만약 시료가 2~4족 양이온이 들어 있다면, 다음 단계의 분석을 위해 상층액을 보관해 두고, 그렇지 않으면 상층 액을 버린다.♣ Pb2+1. 양이온의 분리실험으로부터 얻은 침전에 증류수 10방울을 가한다.2. 끓는 물속에서 끓을 때까지 시험관을 서서히 가열한다3. 침전을 침지시키기 위해 유리막대로 젓고, 재빨리 원심분리를 한다.4. 75mm 시험관에 뜨거운 상층 액을 옮기고, 뜨거운 물 4방울로 침전을 씻는다. 이 침전 씻은 물과 상층 액을 합한다. 다음 Hg2 2+실험을 하기 위해 침전을 보관한다.5. 1M K2CrO4 2방울을 상층 액에 가한다. Pb2+이온이 존재하면 노란색의 침전이 생긴다.양성 확인을 위해 원심분리를 해도 된다.
1. 실험 목적산, 염기의 중화 반응을 통하여 엔탈피가 상태 함수임을 확인한다.2. 이론화학반응이 진행되면 주위에서 흡열 반응이나 발열 반응이 일어난다. 화학 반응에서 출입하는 열의 양은 열량계라는 장치를 사용하여 측정할 수 있는데, 열량계의 경우 구조가 상당히 복잡하여서 단열이 잘 되는 보온병이나 스티로폼으로 만든 컵, 단열된 플라스크 등을 간단한 열량계로 사용 가능하다. 비열용량은 1g의 물질의 온도를 1℃를 변화시키는데 필요한 열의 양을 나타내며, 비열용량이 C(J/g·℃)인 물질 Wg을 온도가 △T(℃)만큼 변화했을 때 출입한 열의 양은 ‘ Q=CW△T ’ 공식을 사용하여 구해낼 수 있다. ‘우주의 에너지는 일정하다’는 열역학 제 1법칙은 ‘에너지 U’와 '엔탈피 H‘라는 열학적 양을 정의하며, 계가 부피 팽창에 의한 일만을 할 수 있는 경우에 계의 상태변화에 의하여 출입하는 열의 양은 '△U=Qv' 또는 '△H=Qp'로 나타낼 수 있고 각각은 일정한 부피와 일정한 압력에서의 상태 변화에서 출입하는 열의 양을 나타낸다. 이처럼 상태 변화에 따라 출입하는 열의 양을 측정하여 알아낸 에너지 변화와 엔탈피 변화는 화학 반응의 평형 조건이나 자발적 변화의 방량을 알아내는데 중요한 정보를 제공하고, 상태함수라 말할 수 있는 엔탈피는 상태변화에 따른 엔탈피 변화량, 즉 반응열은 반응 경로에 따라 언제나 일정하다고 본다. 따라서 여러 단계를 거쳐서 화학반응이 일어나는 경우에 각 단계에서 반응열을 모두 합하면 반응 전체에서 일어나는 반응열과 같게 되며 이는 헤스의 법칙을 따른다고 말할 수 있다. 본 실험에서는 강염기인 수산화나트륨과 강산인 염산의 중화반응을 두 단계를 거쳐 진행함으로써 발생하는 반응열을 측정하고 헤스의 법칙이 실제로 성립하는가를 확인한다.
1. 실험 목적어는점 내림 현상을 이용하여 미지 시약의 분자량을 결정한다.2. 실험 원리- 용액의 총괄성 용질이 포함된 용액은 총괄성이라는 특성을 지닌다. 총괄성은 용액의 물리적 성질 (온도, 압력 등)이 용질 분자가 갖는 각 특성을 따르기보다 단지 용질 분자의 수에 의존하는 특성을 말한다. 다시 말해 총괄적 특성을 지닌 용액의 온도 압력 등은 용 액에 포함된 용질 분자의 특성과는 무관하고 오히려 용질 분자의 개수에 의존한다 는 것이다. - 어는점 내림 용액의 온도를 내리면 용액에서 결정이 형성된다. 결정이 되는 첫 번째 고체가 순 수한 물질일 때에만 어는점 내림 법칙을 적용할 수 있다. 만약에 용질이 용매와 반 응을 하여 다른 물질로 변한다면 어느 점 내림 법칙을 적용할 수 없다. 순수한 고체 상태의 용매와 액체 상태의 용매는 일정한 온도에서 증기압을 나타낸다. 순수한 용 매의 온도를 내리면 고체가 형성된다. 물의 경우에는 그 온도는 0 이다. 용액의 온도를 내릴 때 고체가 형성되는 온도는 순수한 용매의 온도를 내려서 고체가 형성 되는 온도보다 더 낮다.
예비레포트#1. 아보가드로 수의 결정1. 실험 목적몰(mole)을 정의하는 데 필요한 아보가드로 수를 물 위에 생기는 기름 막을 이용해서 결정한다.2. 실험 원리가. 시약- 헥산(C6H14)탄소 원자 6개와 수소 원자 14개로 이루어진 메탄계 탄화수소이다.석유계 탄화수소의 분해유 및 원유 속에 존재한다. 상온에서는 무색 투명, 끓는점 69℃, 인화성의 액체로서 동식물 유지, 광유 외에 일부의 유기물도 용해시킨다. 무극성 분자이므로 물에는 거의 용해되지 않는다. 다량으로 흡인하면 마취 작용을 받으므로 취급에 유의해야 한다.- 스테아르산(C12H35COOH)옥타데칸산의 관용명이며, 글리세린에스테르의 형태로 각종 천연 유지 중에 널리 분포되어 있다. 상온에서는 백색의 엽상(葉狀) 결정으로, 녹는점 71~71.5℃, 응고점 69.4℃. 물에는 녹지 않지만, 유기 용매(有機溶媒)에는 잘 녹는다. 소나 양 등의 상온에서 고체인 지방에는 특히 함유량이 많고, 액체상태인 식물유에는 비교적 적다. 또 스테아르산과 팔미트산의 혼합물은 양초의 계조, 연고 등의 약품, 화장품용 크림 등에도 대량 사용된다.나.실험 이론1개의 탄소 원자의 질량은 12.01amu이고, 6.02×1023개의 탄소 원자들의 질량은 12.01g이다. 질량수가 12인 탄소 12g에 들어 있는 탄소 원자의 수를 아보가드로 수라고 하고, 아보가드로 수만큼에 해당하는 원자나 분자를 1몰(mole)이라고 한다. 즉,아보가드로 수는 탄소원자 1몰이 차지하는 부피를 탄소원자 하나가 차지하는 부피로 나누면 구할 수 있는 것이다.3. 기구 및 시약실험기구: 10 ml 눈금 실린더, 큰 물통, 유리 모세관 피펫, 증류수, 헥세인, 스테아르산, 송화 가루4. 실험방법1. 실험용 피펫을 여러 차례 헥산으로 씻은 후, 충분한 양의 헥산을 피펫에 적재한다. 헥산은 인화성 물질이므로 조심해서 다룬다.2. 눈금실린더를 헥산 용액으로 반 정도 채우고, 피펫을 수직으로 세운 상태에서 눈금을 읽는다.3. 헥산 용액을 한 방울씩 떨어뜨려 부피가 1.00ml가 되도록 조절한다. 피펫을 기울이지 않고 수직으로 세워 정확한 부피를 측정한다. 1.00ml의 방울수가 100개보다 적으면 더 작은 피펫을 사용한다.4. 큰 물통을 반 정도 채우고 물이 잔잔해질 때까지 기다린다.5. 송화 가루를 약수저로 적당한 양을 취하여 물통 내부에 중심을 향해 부드럽게 뿌려준다. 이때 송화 가루는 물통 내부에 원형으로 퍼져야 한다.6. 스테아르산 용액을 헥산에 녹인 후, 송화 가루가 퍼져 있는 중심 부분에 약간의 용액을 떨어뜨린다. 이로써 스테아르산이 퍼지면서 생기는 원형 기름 막의 경계면을 쉽게 확인할 수 있다. 헥산은 휘발성이 높기 때문에 용액을 담은 용기를 잘 마개로 봉인해야 한다. 공기 중에 놔두면 헥산이 증발하여 용액이 농축될 수 있다.7. 단분자층의 퍼진 개형이 원형인 경우 직경을 측정하고, 원형이 아니면 대각선 길이를 측정해 평균값을 얻는다.5. 예상 결과스테아르산의 알킬기는 물과 잘 접촉하지 않는다. 하지만 카복시기는 물과 잘 달라붙기 때문에 물에 잘 녹는다. 그리고 이에 따라 스테아르산의 알킬기는 무극성 성질을 가지므로 극성인 물에 잘 녹지 않고 단층막이 생기게 된다. 단막층을 완벽한 원형이라고 가정하고 직경을 측정하여 반지름 길이 r을 구하고, 이를 통하여 단막층의 넓이( 2)와 단막층의 부피( 2?)를 구한다. 뷰렛으로 넣은 방울의 부피( )와, n-헥세인& 스테아르산 용액 농도( )를 통하여 비례식을 세워 스테아르산의 질량을 계산하면n-헥세인& 스테아르산 용액의 부피): (n-헥세인& 스테아르산 용액의 질량)= (뷰렛으로 넣은 방울의 부피): Xg이므로 X는 비례 관계를 통하여 뷰렛으로 넣은 n-헥세인& 스테아르산 용액의 질량이다.
제출일과목명담당교수전공학번이름결과 레포트[1] 실험값 및 계산실험레이저의 파장실험횟수거울이동거리간섭무늬변화개수레이저 파장 ()오차율(%)16206007.6926206007.6936206007.6946206007.6956.5206500.0066206007.6976206007.6986206007.69평균6066.73[2] 결과분석 및 토의이 실험은 마이켈슨-몰리 실험의 중요성을 이해하고, 빛의 간섭 특성을 활용하여 마이켈슨 간섭계 실험에 사용된 레이저의 파장을 구하는 것이다. 이번 실험에서는, 마이켈슨 간섭계 set, 적색 레이저(650nm), 레이저 받침틀을 사용하여 진행하였다. 거울을 마이크로미터 단위로 정밀하게 이동하여 거울의 이동 거리를 2배로 만든 후, 이 차이에 따른 간섭무늬의 반복 횟수를 측정하여 적색 레이저의 파장을 계산했다.(단, 거울이동거리 6, 간섭무늬변화 횟수 20회 기준)실험 결과, 레이저 장치의 사양에 의하면 650nm에 가까운 파장인 606nm의 평균 값을 얻어내어, 실험을 6.73%의 평균 오차로 완료했다. 이러한 오차의 원인을 분석한 결과, 첫째로 정확한 동심원 무늬를 포착하지 못한 상태에서 측정된 것이 오차의 원인으로 파악되었다. 동심원 무늬가 제대로 포착되지 않았기 때문에 간섭 무늬를 정확하게 측정하는 것이 어려웠다.두 번째 오차는 측정 장비의 정밀도로 인한 시스템 오차이다. 마이크로미터의 한 칸이 1μm이므로, 소수점 첫 자리의 숫자는 주관적으로 해석해야 했다. 이로 인해 결과에 오차가 발생했다.세 번째 오차는 간섭무늬를 세는 과정에서 발생한 측정자의 실수로 파악된다. 심블을 돌리면서 간섭무늬가 20번 바뀔 때의 측정은 원 바깥으로 무늬가 나가는 현상을 관찰하여 수행되었는데, 이는 미세한 변화를 육안으로 관찰하고 측정하는 데 어려움을 초래했다. 이 과실로 인한 오차를 줄이기 위해서는 무늬 변화를 더 많이 관찰하여 측정하는 것이 바람직할 것으로 여겨진다.마이켈슨 간섭계 실험을 통해 사용한 적색 반도체 레이저의 파장을 정확하게 측정하였고 마이켈슨-몰리 실험의 과학적 중요성을 이해했다. 거울의 이동거리가 증가함에 따라 간섭무늬의 수가 증가하며, 이를 통해 6.73%의 정확도로 적색 레이저의 파장을 측정하는 데 성공했다. 더불어, 이 방법을 통해 빛의 파장 수준과 같이 매우 짧은 거리를 측정할 수 있다는 사실도 이해했다.더 나아가 응용 분야로는, 마이켈슨 간섭계를 활용하여 물질의 중요한 특성인 굴절율을 측정할 수 있다. 마이켈슨 간섭계의 한쪽 경로상에 유리와 같은 매질을 삽입하면 간섭무늬가 이동하며 이때 이동한 무늬의 수를 측정함으로써 삽입된 매질의 굴절률을 결정할 수 있다.