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산-염기 적정 실험 보고서

6. 산-염기 적정ⅰ실험 목표 :이 실험에서는 pH meter를 이용한 산-염기 적정법을 배운다.ⅱ실험 관련 이론 :산염기① 아레니우스 이론- 산(acid) : H를 갖고 있으며, 수용액 내에서 를 만들어 내는 물질- 염기(base) : OH를 갖고 있으며, 수용액 내에서 를 만들어 내는 물질- 아레니우스 이론의 한계 : 수용액에서 일어나는 반응에만 적용이 가능하다, 와 를 내놓지 않아도 산이나 염기인 물질이 존재한다, 아레니우스 이론에서와 달리 은 수용액에서 홀로 존재하지 않고 물과 결합하여 하이드로늄이온()으로 존재한다.② 브뢴스테드-로우리 이론- 산(acid) : 수소양이온()를 낼 수 있는 수소를 가진 분자나 이온(양성자 주개)- 염기(base) : 수소양이온()를 받을 수 있는 분자나 이온(양성자 받개)- 브뢴스테드-로우리 이론의 특징 : 브뢴스테드-로우리의 산염기는 상대적인 개념으로써, 어떤 물질은 염기(또는 산)가 있어야 산(또는 염기)으로 작용한다. 따라서 와 같이 어떤 화학종과 반응하는지에 따라산으로도 또는 염기로도 작용하는 '양쪽성 물질'이 존재한다. 이때, 산과 염기는 수소양이온가 이동하면서 각각 '짝염기'와 '짝산'이 된다.- 브뢴스테드-로우리 이론의 한계 : 산이 이온화될 수 있는 수소 원자를 포함하고 있어야 하는데, 그렇지 않은 산이 존재하고 이와 반응하는 염기가 존재한다.③ 루이스 이론- 산(acid) : 배위결합이 형성될 때 비공유 전자쌍을 받을 수 있는 물질(전자쌍 받개)- 염기(base) : 배위결합이 형성될 때 비공유 전자쌍을 제공하는 물질(전자쌍 주개)- 배위결합 : 한 원자가 다른 원자에게 비공유 전자쌍을 일방적으로 제공하여 이루어지는 공유 결합- 루이스 이론의 특징 : 다른 산-염기 정의들에 비해 일반적이다, 브뢴스테드-로우리 이론에서 H₂O은 '양쪽성 물질'이지만 루이스 이론에서는 염기로만 작용한다.- 루이스 이론의 한계 : 많은 물질들을 산염기로 포함할 수 있는 포괄적인 정의이지만 모든 산과 염기를 설명할 수 있는 것지시약이 담긴 비커나 삼각플라스크를 적정제가 담긴 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B7%B0%EB%A0%9B" 뷰렛 밑에 놓고 시작한다.실험을 시작하면 적정제를 조금씩 분석 대상 용액이 담긴 비커나 플라스크에 투여한다. 더 투여할 때마다 플라스크를 흔들어 두 용액이 잘 섞이게 해준다. 단 한 방울의 적정제로 인해 비커 속 반응물의 농도가 변하여 지시약의 색이 확연하게 변했을 경우에는 실험을 다시 진행하여야 하므로 주의깊게 실험을 진행한다. 반응물이 종말점에 이르면 분석 대상 용액의 농도를 측정한다.② 산-염기 적정 : 산(acid)의 수소 이온()와 염기(base)의 수산화이온()은 반응할 때 1:1로 반응하여 물(H₂)을 생성한다. 이를 중화반응이라고 하는데 농도를 알고 있는 산 또는 염기를 이용하여 모르는 염기 또는 산의 농도를 구하는 것이 산-염기 적정반응이다. 일반적으로 중화반응의 속도가 매우 빠르기 때문에 산-염기 지시약을 이용하여 변색반응을 통해 종말점을 육안으로 확인할 수 있게 실험을 진행한다. 하지만 종말점은 아날로그적인 방식으로 구하기 때문에 Hyperlink "https://www.scienceall.com/%EB%8B%B9%EB%9F%89%EC%A0%90-equivalence-point-%E7%95%B6%E9%87%8F%E9%BB%9E/" 당량점(중화점)이라고 보기는 어려워 정확한 측정을 위해 pH미터를 사용하기도 한다.강산과 강염기가 반응하는 경우에는 중화점의 pH가 7에 가깝지만 약산과 강염기, 혹은 강산과 약염기가 반응하는 경우에 중화점의 pH는 7보다 크거나 작게 된다.- 지시약 : 지시약이란 그렇게 많지 않은 양만 가지고 어떤 적정반응의 종말점을 확인하기 위해 쓰이는 물질을 일컫는다. 주로 용액의 색의 변화를 기준으로 하여 종말점을 확인한다. 색의 변화를 이용해 종말점을 확인하는 경우 당량점을 기준으로 하여 지시약의 색변화가 심하게 나타나는 것을 쓴다.-산-염기 지시약 : 산과 염기 %88%EB%93%9C&action=edit&redlink=1" o "메틸 레드 (없는 문서)" 메틸 레드, Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/w/index.php?title=%ED%8E%98%EB%86%80_%EB%A0%88%EB%93%9C&action=edit&redlink=1" o "페놀 레드 (없는 문서)" 페놀 레드, Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/BTB" o "BTB" 브로모티몰블루 등이 있다.- 당량점 : 적정에서 화학 반응이 완결되는 지점으로, 측정하려는 표준 용액 부피의 이론값이다. 실제 적정 실험에서는 정확히 알 수 없으며, 표준 용액과 농도를 알고자 하는 용액의 화학 반응에서 양적 관계를 이론적으로 계산하여 구할 수 있다.- 종말점 : 실제 적정 실험에서 지시약의 색깔이 변하는 지점으로, 측정하려는 표준 용액의 부피는 실험값이다. 당량점과 근사한 값으로 화학 반응이 완결되는 지점을 대략적으로 알 수 있지만 '적정 오차'가 발생한다. 산염기 중화 적정에서는 이미 당량점이 지난 후 지시약이 반응하여 색깔이 변한다.ⅲ실험기구 :-시약 : 0.1M HCl 표준 용액, 탄산 소듐(NaCO₃), Bromocresol green 지시약-기구 : pH meter, 유리 pH 전극, 250mL 비커, 50mL 뷰렛, 25mL 피펫, 자석 젓개 막대, 교반기ⅳ실험과정 :1. 준비된 0.2M HCl을 100mL 비커에 덜어간 후 50mL 뷰렛에 채운다.2. 잘 건조된 순수한 탄산 소듐(Na₂CO₃) 약 0.2g을 0.1mg 단위까지 정확하게 달아서 250mL 비커에 넣고 피펫을 이용하여 증류수를 약 50mL를 가해 마그네틱 바를 이용하여 완전히 녹인다. (열을 가하면 X)3. Bromocresol green 지시약을 4방울 가한다.4. pH meter를 사용 할 때에는 완충 용액을 뺀 후 전극을 증류수로 헹군 뒤 조심스럽게 닦아준다.5. 마그네틱바 닿지 않도록 전극의 위치를 정하고,10.06159.57208.02256.77306.29355.82404.2540.33.5340.53.22- 결과 3 : HCl을 1mL씩 넣어줄 때HCl의 양(mL)pH011.16111.0210.83310.71410.56510.47610.38710.29810.19910.101010.01119.92129.82139.71149.59159.45169.27178.96188.57197.78207.36217.15226.98236.85246.73256.62266.53276.42286.36296.28306.21316.12326.93336.60346.34356.09365.79375.3537.853.55383.20ⅵ논의 :우선 이 실험의 목적은 pH meter를 이용한 산-염기 적정법을 배우는 것이다.이 실험을 통해 pH meter를 이용해 보며 pH meter에 대해 이해할 수 있었는데 pH meter는 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%88%98%EC%9A%A9%EC%95%A1" o "수용액" 수용액 내 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%88%98%EC%86%8C_%EC%9D%B4%EC%98%A8" o "수소 이온" 수소 이온 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%99%9C%EB%8F%99%EB%8F%84" 활동도를 측정하는 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B3%BC%ED%95%99_%EA%B8%B0%EA%B5%AC" 과학 기구의 하나로서, Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%82%B0_(%ED%99%94%ED%95%99)" o "산 (화학)" 산성이나 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%8C%EC%B9%BC%EB%A6%AC%EC%84%B1" o "과학 기구" 알칼리성을 Hyperlink "ht질을 일컫는다. 주로 용액의 색의 변화를 기준으로 하여 종말점을 확인한다. 색의 변화를 이용해 종말점을 확인하는 경우 당량점을 기준으로 하여 지시약의 색변화가 심하게 나타나는 것을 쓴다. 산과 염기 반응의 지시약의 경우 지시약 분자는 약한 유기산으로 산성형과 염기성형의 색이 다르다. 따라서 외부의 pH조건이 급격히 변하게 되면 지시약 분자는 산성형 혹은 염기성형으로 바뀌게 되며, 산성형과 염기성형의 색이 다르므로 종말점을 결정할 수 있는 것이다.본 실험에서 지시약으로 Bromocresol green을 사용하였는데 Bromocresol green)은 3.8과 5.4 사이의 pH 값을 식별하는 데 사용되는 pH 지시약이다. pH 3.8 미만에서는 지시 용액이 노란색이며 pH 5.4를 초과하면 용액이 파란색이다. pH 값이 3.8과 5.4 사이에서 지표 용액은 녹색이다.본 실험에서 HCl을 10mL, 5mL ,1mL씩 떨어뜨려 당량점을 확인하였는데 HCl을 35~40mL 정도 떨어뜨렸을 때 pH가 4밑으로 급격히 떨어지면서 색이 바뀌는 것을 확인할 수 있었다. HCl을 1mL씩 떨어뜨렸을 때의 그래프를 보면 HCl을 32mL 떨어뜨렸을 때 pH가 올라가는 것을 확인할 수 있다. 일반적인 실험에서는 pH가 다시 올라가는 지점이 없이 당량점에서 급격히 pH가 떨어지는 그래프가 나와야 하는데 pH가 중간에 올라가는 그래프가 나와 그 이유에 대해 생각해보았다. 본 실험을 진행하면서 HCl을 넣고 pH meter에 pH가 바뀌어 S표시가 나오면 바로 그 값을 적고 다시 HCl을 떨어뜨렸다.여기서 오차가 발생한 것으로 보이는데 pH meter에 S표시가 뜨면 바로 그 값을 적는 것이 아니라 1분정도 기다린 후 pH 값이 바뀌지 않는지 확인하고 그 값을 적어야 한다. 본 실험에서는 S표시가 나오면 기다리지 않고 다음 과정을 계속 진행하였기 때문에 그 오차가 점차적으로 누적이 되면서 일 HCl을 넣었을 때 pH가 떨어지지 않고 증가한 것으로 보인다. 또한 S표시가 나온 후 1분정편집부.

자연과학| 2022.07.14| 8페이지| 1,500원| 조회(461)

산염기, 실험, 분석화학, 화학, 적정, 분석화학실험, 산염기적정

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분광 광도법에 의한 철의 정량 실험 리포트

분광 광도법에 의한 철의 정량ⅰ실험 목표 :철() 이온이 pH 2~9 범위에서 1,10-페난트롤린 용액과 정량적으로 빨간색의 킬레이트 착물을 형성하는 것을 이용, 분광 공도계를 사용하여 흡광도 최댓값의 파장에서의 흡광도를 특정함으로써 철을 정량 할 수 있다.ⅱ실험 관련 이론 :- 분광 광도법 : 분광 광도법이란 단색광을 시료물질에 투사하여 그 시료가 흡수한 빛의 정도를 측정하는 방법으로 분광측정이라고도 한다. 측광기로서는 분광광도계가 사용된다.일반적으로 빛(백색광)이 물체에 닿으면 그 빛은 물체의 표면에서 반사되거나 물체의 표면에서 조금 내부로 들어간 후 반사, 또는 물체에 흡수되거나 물체를 통과하는 빛으로 나누어지는데 물체에 의하여 흡수되는 빛의 양은 그 농도에 따라 다르다. 그러므로 이와 같은 빛의 흡수현상을 이용하면 시료용액 중의 빛을 흡수하는 화학물질의 양을 정량할 수 있다. 이를 시료용액, 또는 적당한 시약을 넣어 발색시킨 용액의 흡광도법이라고 하는데 주로 자외선(ultraviolet, 180~320nm) 및 가시광선 (visible, 320~800nm) 영역에서 빛의 흡수를 이용한다. 적외선 흡수 분광법은 화학분자의 작용기에 대한 특성적인 스펙트럼을 비교적 쉽게 얻을 수 있으며, 광학이성질체를 제외한 물질들의 스펙트럼이 다르므로 분자의 구조를 확인하는데 필요한 정보를 제공하여 준다. 따라서 적외선 흡수 분광법은 무기 및 유기화학은 물론 모든 화학분야에서 널리 사용되고 있다.빛이 시료를 통과하게 되면 시료에 의하여 빛이 흡수되기 때문에 빛의 강도는 약해진다. 시료용액을 통과한 빛의 양(transmittance, T)은 흡광물질이 존재하지 않았을 때의 빛의 강도( I0 )에 대한 흡광물질이 존재할 때의 빛의 강도(I), 즉 T=I/I0 로 표시되기 때문에 빛의 통과율은 항상 1보다 작으며 다음과 같이 %로 표시될 수 있다.빛의 통과율은 시료의 농도와 특별한 상관관계를 나타내지 않지만 그 로그함수는 다음과 같이 시료의 농도와 일정한 상관관계를 나타낸다.--log T를 흡광도(absorbance,A) 라고 한다면 흡광도는 시료의 농도와 특별한 상관관계( A = K×C )를 지니게 되며 A = KC의 관계를 Beer's law라고 한다. 하지만 시료의 흡광도는 시료중의 흡광 물질의 농도에 의해서만 결정되지 않는 다. cuvette의 직경 또는 폭에 따라서 흡광도는 달라진다. 또한 흡광도는 물질 고유의 특성에 따라서도 달라지는데 이것을 몰 흡수계수(molar absorptivity)라고 하며 ε로 표시한다. 그러므로 Beer"s law는 다음과 같이 쓸 수 있다.A = ε ×b×c여기서 A는 흡광도, ε는 물질 고유의 흡광계수, b는 cuvette의 직경 또는 폭, c는 흡광물질의 농도를 말한다. 시료용액의 흡광도는 대조구(blank test)의 흡광도에 대한 비율이기 때문에 단위가 없으며 시료 중의 흡광물질의 농도와 정의 상관관계를 지닌다. 그러므로 표준용액의 농도에 대한 흡광도가 얻어지면 미지농도 시료의 농도를 계산할 수 있게 된다.- 분광 광도계 : 분광광도계는 크게 광원, 단색화 장치, 검출기로 구성되어 있다광원에는 텅스텐 램프(320-2500nm영역의 복사선), 중수소 아크 램프(200-400nm영역의 자외선), 글로바(4000-200cm^(-1)의 적외선 복사선), 헬륨-네온 레이저(638nm), 레이저 다이오드(680-1550nm의 근적외선) 등이 있다.단색화 장치는 빛을 각성분 파장으로 분산시키고 좁은 띠의 파장을 선택하여 시료 또는 검출기로 보낸다.검출기는 광자가 검출기에 도달할 때의 전기 신호가 발생하는 원리를 이용하여 전류의 세기와 복사세기가 비례한다는 사실을 이용하여 흡광도를 측정한다.ⅲ실험기구 :-시약 : 황산철암모늄 [Fe(NH₄)₂(SO₄)₂•6H₂O], 히드록실암모늄염산염 [NH₂OH•HCl], 1,10-페난트롤린 일수화물 [Ortho-phenanthroline, •H₂O], 아세트산나트륨 [CH₃COONa]-기구 : 분광 광도계, 부피플라스크, 가열식 자석 교반기, 자석 젓개 막대, 0.04g의 황산철암모늄을 달아 250mL 메스플라스크로 옮기고 염을 녹이도록 충분한 물을 가한다. 1.25mL의 진한 황산을 가하고 증류수로 눈금까지 묽힌 후 용액을 잘 흔들어 완전히 섞어준다. 이 용액은 리터 당 20.0mg의 철을 포함한다.1,10-페난트롤린 용액: 100mL 부피 플라스크에 20mL 에탄올과 0.1g의 1,10-페난트롤린을 넣고 선까지 물을 맞춰준다. 마그네틱 바를 이용하여 잘 섞어준다.히드록실암모늄염산염 용액: 10g의 히드록실암모늄염산염을 100mL의 물에 녹인다. 마그네틱바를 이용하여 잘 섞어준다.아세트산나트륨 용액: 10g의 아세트산나트륨을 100mL 물에 녹인다. 마그네틱 바를 이용하여 잘 섞어준다.[실험과정2] – 철의 정량 및 흡광도 측정각각의 100mL 부피 플라스크에 피펫으로 0mL, 5mL, 10mL, 15mL, 25mL의 철 표준 용액을 각각 넣는다.과정1에서 만든 각각의 100mL 부피플라스크에 1mL의 히드록실암모늄염산염 용액과 5mL의 1,10-페난트롤린 용액을 가한다.1,10-페난트롤린 철()착물이 색을 나타내도록 8mL의 아세트산나트륨 용액을 각각의 100mL 부피플라스크에 첨가한다.표시선까지 증류수를 넣고 조심히 흔들어 용액을 균일하게 만든 다음 10분 이상 방치한다.약 510~515 nm(최대 흡광도)에서 흡광도를 측정하여 흡수 스펙트럼을 얻는다.파장에 대한 흡광도를 도시하고 흡수 최댓값 파장을 선택하여 그 파장에서 각각 용액의 흡광도를 측정하여 검정 곡선을 작성한다.준비죈 미지시료 용액의 흡광도를 측정하여 검정곡선으로부터 철 표준용액의 부피를 구한다.ⅴ결과 :다음 사진은 준비된 용액의 흡광도를 측정한 결과이다.512nm에서 흡광도를 측정하였고 다음과 같은 결과값을 얻을 수 있었다.철 표준용액 함량512nm 흡광도5mL0.1029110mL0.1754615mL0.3214625mL0.76144미지시료0.67824이 값을 통해 철 표준 용액에 따른 검량선을 그려 볼 수 있다.위 검량선을 통해 미지시료가 검량선 1x – 0.0593으로 y는 흡광도가 되고 x는 철 표준 용액의 부피가 된다.미지시료의 흡광도는 0.67824로 y=0.0301x – 0.0593에서 y값의 대입을 하면 0.67824 = 0.0301x – 0.0593이므로 x = 24.5이다. 따라서 미지시료의 철 표준 용액의 부피는 24.5mL이며 이는 검량선 안에 들어온다.ⅵ논의 :우선 이 실험의 목적은 철() 이온이 pH 2~9 범위에서 1,10-페난트롤린 용액과 정량적으로 빨간색의 킬레이트 착물을 형성하는 것을 이용, 분광 공도계를 사용하여 흡광도 최댓값의 파장에서의 흡광도를 특정함으로써 철을 정량 하는 것이다. 결과에서 검량선을 보면 실제 값의 그래프와는 어느정도 차이가 있는 것을 확인할 수 있다. 정확한 오차는 알 수 없지만 실험에서 이러한 오차의 원인이 될 만한 요인들을 생각해보았다.본 실험에서는 농도별로 정확히 만들어져 있는 시료를 사용한 것이 아니라 철() 표준용액, 1,10-페난트롤린 용액, 히드록실암모늄염산염 용액, 아세트산나트륨 용액을 직접 측정하여 실험에 사용할 용액을 만들었다. 또한 만든 용액을 직접 측정하여 철() 표준용액은 각각 5mL, 10 mL, 15 mL, 25 mL를 넣고, 1,10-페난트롤린 용액은 각각 5mL, 히드록실암모늄염산염 용액은 각각 1mL, 그리고 8mL의 아세트산나트륨 용액을 각각 넣었다. 이렇게 실험에서 사용되는 용액들과 실험을 하면서 만드는 용액을 직접 측정하여 만들었기 때문에 여기에서 가장 큰 오차의 원인이 발생한 것으로 생각된다. 피펫을 사용 할 때 눈금을 정확히 읽지 못하는 경우가 발생 할 수도 있고 더불어 실험기구 자체가 정확한 눈금을 가지고 있지 않을 수도 있다. 또한 피펫으로 정확한 부피를 채취하였다고 해도 넣는 과정에서 피펫 둘레에 남아있는 미세한 양이 오차를 일으켰을 가능성이 있다.오차의 원인으로는 큐벳에서도 오차의 원인이 일어날 수 있다. 큐벳이란 분광 광도계로 흡광도를 측정할 때, 분석 물질을 담는 용기이다. 큐벳은 그 안에 담긴 액체만 한다. 따라서 용기에 이물질이 끼여 있으면 측정이 어려울 수 있으며 지문조차 남지 않도록 조심해야 한다. 그래서 큐벡을 사용할 떄도 가용하기 전에 이물질이 없는지 확인하고 사용하기 전에 실험에 사용할 용액으로 한번 씻고 사용하는 것이 오차를 줄이는데 더 좋다. 하지만 본 실험에서는 큐벳을 바로 사용하였고 여기에서 오차가 발생하였을 수도 있다. 마지막으로 실험 결과인 흡광도와는 상관 없지만 미지시료의 철 표준 용액의 부피를 알아내는 과정에서 검정곡선으로 인해 어느정도 오차가 발생했을 것이다. 각각의 부피에서의 흡광도의 그래프는 하나의 직선으로 만들어지지 않기 때문에 추세선으로 검량선을 만들었다. 그렇기 때문에 미지시료를 검량선 식의 대입했을 때 정확한 철 표준 용액의 부피를 구하기에는 어려움이 있었다.ⅶ참고문헌Microvolume Protein Concentration Determination using the NanoDrop 2000c Spectrophotometer/Philippe Desjardins 등 3명/2009/Thermo scientific nanodrop porduct Hyperlink "https://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Spectroscopy/Vibrational_Spectroscopy/Infrared_Spectroscopy/How_an_FTIR_Spectrometer_Operates" https://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Spectroscopy/Vibrational_Spectroscopy/Infrared_Spectroscopy/How_an_FTIR_Spectrometer_OperatesSpectroscopy: Organic Chemistry A Brief Course 13th edition; Hard, Hadad; Brooks/Cole『Organic Chemistry: A

자연과학| 2022.07.14| 5페이지| 1,500원| 조회(276)

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동전의 부피 측적을 통한 데이터 처리 실험 보고서

동전의 부피 측정을 통한 데이터 처리ⅰ실험 목표 : 동전의 부피를 측정하여 평균, 표준편차, 유효 숫자 등의 개념을 이해한다.ⅱ실험 관련 이론 : 유효 숫자, 평균, 표준편차, 밀도에 대해서 알아본다.유효 숫자(significant figure)란 정확도를 훼손하지 않으면서 과학적인 표기 방법으로 기록하는데 필요한 최소한의 자릿수이다. 0은 숫자 사이에 있거나, 소수점 오른쪽 숫자 중 오른쪽 끝에 위치하는 경우에 유효하다. 측정된 양의 마지막 유효 숫자는 항상 어느정도 불확정도를 가진다. 최소의 불확정도는 마지막 자리에서 ±1이 될 것이다. 같은 자릿수를 갖는 수를 더하거나 뺄 때, 답은 각각의 숫자와 마찬가지로 같은 소수점 자리를 갖는다. 하지만 더하는 숫자들이 같은 개수의 유효 숫자를 가지고 있지 않을 경우, 답의 유효 숫자의 개수는 유효 숫자가 가장 적은 수에 의해서 제한을 받는다. 반올림을 할 때는 반올림 하는 마지막 자리 아래의 모든 숫자들을 고려해야 한다. 마지막 유효 숫자의 절반(5)보다 크면 반올림하고 절반보다 작을 경우 버린다. 숫자가 정확히 절반인 특수한 경우에는 가장 가까운 짝수로 반올림 한다. 즉 앞자리 숫자가 홀수이면 반올림하고 짝수이면 버린다. 가까운 짝수로 반올림하는 이유는 연속적인 반올림에 따른 오차로 인하여 결과가 계통적으로 증가되거나 감소되는 것을 피하기 위해서이다. 곱셈과 나눗셈에서는 일반적으로 가장 적은 유효 숫자를 갖는 수의 자릿수에 의하여 제한된다. 평균은 통계학에서 두 가지 서로 연관된 뜻이 있다. 일상에서 평균으로 부르는 것으로 산술 평균이라고 한다. 또한 표본 평균과 관련이 있다. 확률변수의 기댓값으로 모평균으로 다루어 질 수 있다. 이 실험에서 사용될 평균은 산술 평균으로 가장 널리 쓰이며, 일반적으로 평균이라고 하는 것이다.표준편차는 자료의 관찰값이 얼마나 흩어져 있는지를 나타내는 값 중 하나로 이러한 단어들을 산포도라고 하기도 한다. 편차는 관측 값에서 평균 또는 중앙값을 뺀 값이다. 분산은 편차를 제곱하고, 그것을 모두 더한 후 전체 수로 나눠서 구한다. 즉, 차이값의 제곱의 평균이다. 관측값에서 평균을 뺀 값인 편차를 모두 더하면 0이 나오므로 제곱해서 더한다. 표준편차는 분산을 제곱근한 것이다.제곱해서 커진 분산을 제곱근해서 다시 원래 크기로 만들어준다. 표준편차는 연구방법론에 핵심인 추론통계의 기초가 되는 모 표준편차, 표본 표준편차, 표준오차를 이해하는데 중요한 역할을 하는데 표준편차는 어떤 수의 크고 작음을 직관적으로 이야기해 줄 수 있기 때문이다. 밀도란 빽빽이 들어선 정도를 뜻하면, 물리에서는 물질이 포함하고 있는 원자나 분자의 조밀한 정도를 뜻한다. 즉, 어떤 물질의 단위 부피에 포함되어 있는 질량의 크기를 말한 것으로 단위 부피당 질량 이다. 밀도의 SI단위는 kg/, g/ 이다.ⅲ실험기구 : 100mL 메스 실린더, 10mL 바이알, 증류수, 파스퇴르 피펫, 전자 저울, 동전, 온도계ⅳ실험과정 : 동전의 부프 측정을 통한 데이터 처리온도를 알고 있는 증류수를 100mL 메스 실린더에 눈금까지 채운다.전자 저울을 이용하여 10원짜리 동전 5개에 번호를 쓰고 질량을 측정한 후 기록한다.전자 저울을 이용하여 빈 바이알 질량을 측정한 후 기록한다.100mL 메스 실린더에 동전을 넣은 후, 늘어난 부피의 증류수를 파스퇴르 피펫에 고무마개를 끼운 후 피펫을 이용하여 바이알에 옮긴다.4번 과정에서 얻은 바이알의 질량 (늘어난 부피+바이알의 질량)을 측정하여 늘어난 물의 질량과 부피를 계산한다.1에서 5까지 과정을 4번 더 반복한다.온도에 따른 증류수의 밀도를 이용하여 동전의 부피와 밀도를 계산한다.ⅴ결과 :* 측정한 온도에서의 물의 밀도 : 20 °C에서 0.9982 g/mL로 고정한다.10원12345동전 질량(g)1.221.221.221.231.22빈 바이알 질량(g)8.478,478.478.478.47늘어난 물의 질량(g)0.330.470.150.170.25늘어난 물의 부피(mL)= 동전의 부피0.330.470.150.170.25동전의 밀도3.702.608.137.174.88평균표준 편차10원짜리 동전의 밀도5.302.32ⅵ논의 : 우선 이 실험의 목표는 동전의 부피를 측정하여 평균, 표준편차, 유효 숫자 등의 개념을 이해하는 것이다. 본 실험에서 실험의 편의를 위하여 물의 밀도를 20 °C에서 0.9982 g/mL로 고정하였다. 이 실험에서는 증류수에 동전을 넣었을 때 늘어난 물의 부피가 동전의 부피와 같다는 것을 이용해 동전의 밀도를 구하는 것인데 이는 아르키메데스의 원리를 이용한 것이다. 아르키메데스의 원리는 ‘어떤 물체든 간에, 또 물체가 완전히 가라앉았던 아니던 간에, 물체는 자신이 대체한 유체의 부피만큼의 무게에 해당하는 부력을 윗 방향으로 받는다.’ 라는 원리로 가라앉은 물체가 대체한 액체의 부피는 물체의 부피와 같으며, 부력은 물체가 대체한 부피만큼의 액체의 무게와 같다. 본 실험에서 결과값으로 동전의 밀도가 각각 3.70g/mL, 2.60g/mL, 8.13g/mL, 7.17g/mL, 4.88g/mL로 도출해냈고 평균은 5.30g/mL, 표준편차는 2.32라는 값을 도출해냈다. 본 실험에서 편차의 값이 컸고 표준편차도 2.32라는 비교적 큰 수치의 값이 나와있음을 볼 수 있다. 그래서 이러한 실험 결과값에 대한 원인을 분석해보았다. 액체의 눈금을 읽을 때 액체의 볼록한 부분 혹은 오목한 부분을 메니스커스라(menis-cus)고 하는데 눈금을 읽을 때는 눈의 위치를 이 메니스커스에 해당하는 위치로 눈을 맞춰 읽어야 한다. 눈의 위치를 메니스커스 위아래로 움직이며 보다 보면 메니스커스의 가장 가까운 눈금 표시선이 직선으로 보일 때의 눈의 위치가 올바른 위치이다. 하지만 본 실험을 진행할 때는 눈의 위치를 메니스커스의 정확히 맞추지 못하고 진행을 하였다. 눈의 위치를 정확히 맞추지 못한 것에는 메스 실린더의 크기가 커 메스 실린더의 눈금이 직선으로 보는 것에 불편함이 있었다. 이는 흰색 종이를 측정하는 눈금 뒤로 배경으로 사용하고 30cm정도 떨어진 거리에서 보면 더욱 보기 편하다. 또한 밀도는 압력이나 온도가 바뀜에 따라 바뀐다. 압력이 증가하면 무조건 물질의 밀도가 증가한다. 온도가 증가하면 보통 밀도가 낮아지지만 어느정도 예외가 존재한다. 대표적으로 물의 밀도는 0°C에서 4°C 사이에서 증가한다.온도밀도(1 atm)°CKg/D(kg/L)0.0999.84250.99984254.0999.97500.999975020.0998.20710.9982071100.0958.36650.9583665일반적으로 고체>액체>기체 순으로 밀도가 크지만 물은 액체>고체>기체 순으로 밀도가 크다.그런데 본 실험에서는 물의 밀도를 20 °C에서 0.9982 g/mL로 고정하였기 때문에 실제 온도에 맞춰 실험을 진행하였다면 실험의 편차나 오차 등을 최소화 시킬 수 있었을 것이다.ⅶ참고문헌Daniel C Harris / Harris 분석화학 / 자유아카데미 / 2021 p.56~57, 74~75 Hyperlink "http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=*************" Brown , Hyperlink "http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=*************" Lemay , HYPERLINK "http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=*************" Bursten , Hyperlink "http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=*************" Murphy , Hyperlink "http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=*************" Woodward , HYPERLINK "http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=*************" Stoltzfus / 일반화학 / 자유아카데미 / 2015 p.420~421

자연과학| 2022.07.14| 4페이지| 1,500원| 조회(109)

실험, 분석화학, 화학, 분석화학실험, 측정, 부피, 동전

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아보가드로수의 결정 실험 보고서

아보가드로 수의 결정ⅰ실험 목표 : 물 표면에서 퍼지면서 단층 막을 형성하는 스테아르산(stearic acid)의 성질을 이용하여 몰을 정의할 때 필요한 아보가드로수를 결정한다.ⅱ실험 관련 이론 :질량수가 12인 탄소 12g에 들어있는 탄소 원자의 수를 아보가드로 수(Avogadro’s number, =6.022 x )라고 하면, 아보가드로 수 만큼에 해당하는 원자나 분자를 1몰(mole)이라고 한다. 아보가드로수는 탄소 원자 1몰이 차지하는 부피()와 탄소 원자 하나가 차지하는 부피(V₁)를 알면 아래 식을 이용해서 얻을 수 있다.=우선 지구상에 존재하는 탄소의 몇 가지 동위원소들이 섞여 있기 때문에 탄소 1몰의 평균 질량은 12.01g이고, 탄소 원자가 촘촘히 쌓여서 만들어진 다이아몬드의 밀도(3.51g/)를 이용하면 탄소 원자 1몰이 차지하는 부피를 쉽게 계산할 수 있다.탄소 원자 하나의 부피를 측정하는 것은 기름처럼 물에 섞이지 않는 탄소화합물을 이용하면 구할 수 있다. 물은 전자를 잘 잡아당기는 산소 한 개에 두개의 수소가 104.5°의 각도를 이루며 결합되어 있어서 전기쌍극자의 성질을 갖고 있는 극성 분자이다. 액체 상태에서 소금(NaCl)이 물에 잘 녹는 것도 바로 물의 이런 극성때문이다. 그러나 전기쌍극자의 성질을 갖지 않는 벤젠이나 헥산과 같은 비극성 분자들은 물과 잘 섞이지 않는다. 스테아르산(stearic acid)은 비극성을 나타내는 긴 탄화수소 사슬의 끝에 극성을 나타내는 카복실기(-COOH)가 붙어있는 막대기처럼 생긴 분자이다. 이런 분자를 물 위에 떨어뜨리면 극성을 가진 카복실기는 물과 잘 달라붙지만 비극성의 탄화수소 사슬은 물과 잘 접촉하지 않으려는 경향이 있다. 그래서 물 위에 스테아르산을 충분히 떨어뜨리면 카복실기가 물 쪽으로 향하고 비극성의 탄화수소 사슬이 물층 위로 서있는 단분자층의 막이 형성되며, 이런 막을 단층막(monolayer)이라고 부른다.일정한 면적을 가진 물 표면 전체에 스테아르산의 단분자층이 만들어지기 위해 필자 하나의 지름을 얻을 수 있고, 그 값을 이용하면 탄소 원자 하나가 차지하는 부피도 얻을 수 있다.ⅲ실험기구 :-시약 : 스테아르산 용액[용매: n-Hexane, 농도: 2.0 x g/mL], 송홧가루-기구 : 파스퇴르 피펫, 뷰렛, 바이알, 시약 수저, 비커(100mL, 250mL), 페트리 접시, 자, 약포지ⅳ실험과정 :[실험과정 1]준비 된 스테아르산을 n-헥세인에 녹인 용액 (농도: : 2.0 x g/mL)을 100mL 비커에 소량(10~20mL) 덜어간다.덜어온 스테아르산을 녹인 용액을 뷰렛에 2.00mL 채운다.스테아르산을 녹인 용액을 바이알에 정확히 1.00mL 내려 받은 후, 파스퇴르 피펫을 수직으로 세워 스테아르산 용액을 모두 빨아들인 후 한 방울씩 떨어뜨려 1.00mL의 떨어지는 방울 수를 센다.이 과정을 5회 반복하여 평균을 구한다.[실험과정 2]깨끗한 페트리 접시의 가장자리까지 증류수를 붓는다.시약 수저로 송홧가루를 조금 떠서 페트리 접시의 가운데 부분에 조심스럽게 뿌려 주어서 얇은 막을 만든다.스테아르산 용액을 파스퇴르 피펫을 사용하여 페트리 접시 위에 퍼져 있는 송홧가루의 가운데에 한 방울 떨어뜨린다.떨어뜨린 스테아르산의 직경을 측정한다.용액을 버린 후 과정 1~4를 5회 반복하여 평균 단면적을 구한다.ⅴ결과 :[실험과정 1 결과]-파스퇴르 피펫 보정1회2회3회4회5회방울 수6654545750평균 방울 수56.2[실험과정 2 결과]-단층막을 형성한 스테아르산의 단면적1회2회3회4회5회물 표면을 덮은 스테아르산의 직경 (cm)1.254,51.81.7물 표면을 덮은 스테아르산의 단면적 ()0.3645.060.810.72스테아르산의 평균 단면적 ()2.19단층막을 형성한 스테아르산의 두께(스테아르산의 밀도 =0.94g/)-스테아르산/n-헥세인, 용액의 한 방울 부피 Vsolution (mL) = 1mL/56.2방울 = 0.018mL-스테아르산의 부피 () = n-헥세인 용액속의 스테아르산의 농도 x 0.018mL = (2.0 x g/mL)탄소 원자의 직경 () = 스테아르산 단층 막의 두께 18 = 1.74x 18 =9.7x-탄소 원자 하나가 차지하는 부피 () = 탄소 원자의 직경의 세제곱 == 9.13x-탄소 원자 1몰의 질량: 12.01 g/mol-탄소의 밀도: 3.51 g/)아보가드로수의 결정탄소 원자 1몰의 부피 = 탄소 원자 1몰의 질량 탄소의 밀도 = 12.01 g/mol 3.51 g/ = 3.42 /mol아보가드로수 () = 탄소 원자 1몰의 부피 탄소 원자 하나가 차지하는 부피 =3.42 /mol 9.13x = 0.375xⅵ논의 :스테아르산을 사용한 이유는 무엇인가?실험 관련 이론에서 서술하였듯이 스테아르산은 비극성을 나타내는 긴 탄화수소 사슬의 끝에 극성을 나타내는 카복실기가 붙어있는 막대기처럼 생긴 분자이다. 이러한 특성으로 인해 스테아르산을 물 위에 떨어뜨렸을 경우 극성을 가진 카복실기는 물과 잘 달라붙어 물쪽으로 향하고 탄화수소는 물과 잘 접촉하지 않으려는 경향이 있어 물층 위로 서있는 단분자층의 막이 형성된다. 본 실험에서 아보가드로수를 결정하기 위해선 단층막의 두께를 구하여 탄소 원자의 직경을 구해 탄소 원자 하나가 차지하는 부피를 구해야하기 때문에 단층막을 형성할 수 있는 스테아르산을 사용하였다.스테아르산과 같이 카복실산의 일종이며 18개의 탄소를 가지고 있는 지방산인 올레산을 사용 할 수도 있지만 올레산의 경우 이중결합을 가지고 있는 분자이기 때문에 중간에 결합길이가 달라 탄소의 부피를 구하는데 오차가 더 발생하게 된다. 따라서 중간에 C-C가 이중결합이 포함되어있는 시료가 아닌 단일결합으로만 이루어져 있는 스테아르산과 같은 시료를 사용한다.헥세인을 사용한 이유는 무엇인가?실험에서 스테아르산 용액을 물 위에 단분자막으로 퍼지게 해야하는데 스테아르산은 같은 분자끼리 모여 덩어리를 이루기 때문에 물 위에 고루 퍼지지 않는다. 그런데 헥세인은 물에 녹지 않고 물 위로 잘 퍼지며 스테아르산을 작 녹이는 성질을 갖고 있다. 그래서 스테아르산을 이중으로 겹치지 않고 단분자막을 때 스테아르산의 구조가 탄소 18개가 직선으로 연결되어 있어 분자의 길이가 단분자막 층의 두께와 같다고 생각할 있기 때문이다.두번째 가정 – 탄소원자는 정육면체이다.탄소원자는 원래 구 형태이지만 정육면체로 가정하여 탄소 1개의 부피를 구한다. 구 형태로 부피를 구하게 된다면 의 값으로 인해 아보가드로수에 영향을 주기 때문이다.세번째 가정 – 다이아몬드와 스테아르산은 탄소원자를 촘촘히 쌓은 입방체이며, 구조적인 유사성을 갖는다.‘탄소원자 간의 거리 = 층의 두께/18’ 이라는 식을 이끌어 낼 수 있고 ‘탄소 원자 하나의 부피 = 탄소원자 간의 거리의 세제곱’이라는 값을 이끌어 내기 위하여 ‘다이아몬드와 스테아르산은 탄소원자를 촘촘히 쌓은 입방체이며, 구조적인 유사성을 갖는다.’라는 가정을 주었다.아보가드로 결정방법 이외에 방법은 무엇이 있는가?-밀리칸의 유적(기름방울)실험으로 아보가드로 수를 결정할 수 있다.이 실험에서는 전하를 띈 작은, 질량이 10-12그램 안팎 인 유적(기름방울)의 운동을 중력과 전기장의 영향하에 관측한다. 전기장이 없는 상태에서 공기 중에서 유적이 떨어지는 속력을 측정하고 이에 스토크의 법칙을 적용하여 유적의 질량을 계산할 수 있다. 다음으로 전기장을 가한 후 이의 영향으로 유적이 부상하는 속력을 측정하여 유적에 작 용하는 전기장의 힘, 그리고 이에 비례하는 유적의 전하를 계산할 수 있다. 이 실험에서 실제로 유적이 가지고 있는 총 전하량이 측정되지만 세밀한 실험수행과 그 결과의 분석을 통해서 한 개의 전자가 갖는 전하를 유도할 수 있다. 먼저 비교적 천천히 낙하, 부양하는 유적을 선택함으로써 상대적으로 작은 수의 초과전하를 갖는 유적을 고른다. 이 같은 유적을 여 러 개 관측하고 각각의 경우 유적이 가지고 있는 총 전하량을 계산한다. 이들 각각의 유적이 갖는 전하가 어떤 작은 전하량의 정수배가 되면 이는 바로 기본전하의 양자화(quantization)를 나타낸다 말할 수 있다. 그러나 총 전하량이 서로 다른 유적을 이용하여 전하량이 tion source)을 이용하여 매 측정 때마다 한 유적의 띄는 전하량을 바꿀 수 있다. 실제로 한 유적이 갖는 전하량을 한번이상 바꾸는 것이 가능하다. 이처럼 한 유적을 선택하여 측정된 전하량이 어떤 작은 전하량의 정수 배로 나타날 때 상기한 불확실성을 넘어 전하의 양자화가 증명 이 된다 하겠다. 이 실험에서 측정된 전자의 전하량을 이용하여 아보가드로의 수를 계산할 수 있다. 1g의 물질 을 전극에 전기 증착 하는데 필요한 전류의 양(1 faraday)은 전자의 전하량에 1몰(mole)의 물질에 들어 있는 분자의 수를 곱한 값과 같다. 전기분해실험을 통하여 1 faraday는 1g에 해당하는 질 량 당 2.895x1014정전기단위(electrostatic unit, e.s.u.)임이 발견되었다(이는 보다 흔하게 MKS 단위계를 이용하여 1kg에 해당하는 질량 당 9.625xC으로 표현된다.). 1 faraday를 전자의 전하량으로 나누면= 6.02 x이고 이것이 아보가드로의 수이다.ⅶ참고문헌화학물질 구조사전 / “헥산” / Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=4351584&cid=60228&categoryId=60228" https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=4351584&cid=60228&categoryId=60228 / 2019화학용어사전 / “스테아르산” / Hyperlink "https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=606958&cid=42420&categoryId=42420" https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=606958&cid=42420&categoryId=42420 / 2019사이언스올 / “단분자층” / Hyperlink "https://www.scienceall.com/%EB%8B%A8%EB%B6%84%EC%9E%90%EC%B8%B5monomolecular-layer/" https://9~54

자연과학| 2022.07.14| 5페이지| 1,500원| 조회(134)

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뷰렛의 교정 실험 보고서

50mL 뷰렛의 교정ⅰ실험 목표 : 부피 측정용 기구의 종류에 대해 알아보고, 50mL 뷰렛을 이용하여 부피 측정용 유리 기구의 교정 원리에 대해 알아본다.ⅱ실험 관련 이론 : 부피 측정용 기구의 종류와 특성에 대해 조사한다.화학실험에서 이용하는 액체의 부피 측정용 기구에는 메스실린더, 뷰렛, 피펫, 부피 측정용 플라스크 등이 있다. 메스실린더는 액체의 부피를 어림으로 측정하는 경우에 사용된다. 눈금이 있는 부분이 넓어 부피 측정의 정밀도가 낮다. 뷰렛은 일반적으로 정확한 측정이 필요한 경우에 사용되므로 메스실린더를 사용할 때 보다 더 정확한 측정이 필요한 경우에 사용된다. 뷰렛은 긴 유리관 아래쪽 끝에 잠금 꼭지가 있는 가느다란 관이 붙어 있어 이것을 열고 닫으며 뷰렛 안의 액체를 떨어뜨려 사용한다. 떨어뜨린 액체의 양은 뷰렛에 처음 넣은 양과 잠금 꼭지를 열어 떨어뜨리고 난 후의 눈금의 차이로 정확한 양을 알아낸다. 뷰렛의 눈금은 떨어뜨린 액체의 양을 측정하기 편리하도록 위에서부터 눈금이 새겨져 있다. 피펫은 일정한 양의 액체를 정확히 측정하거나 그 액체를 옮기기 위해 사용하는 기구이다. 치쳇에는 크게 홀피펫과 몰피펫으로 나뉜다. 홀피펫은 유리관의 중앙부가 부풀어 일정한 양만을 취할 수 있어 정밀도가 더 좋다. 몰피펫은 눈금이 새겨져 있어 임의 양의 액체를 취하는데 더 용이하다. 피펫을 사용할 때는 페펫용 펌프를 사용하고, 절대 입으로 빨아들이지 않는다. 부피측정용 플라스크는 일정한 농도의 용액을 만들 때 주로 사용되는 기구이다.유리기구들은 가열을 하게되면 유리가 팽창하여 정확한 부피를 측정할 수 없게 되므로 부피 측정에 사용되는 유리 기구들은 절대 가열해서는 안된다. 때문에 부피 측정용 기구 대신 주로 실험에서 반응 용기들로 사용되는 유리기구가 있는데 비커와 삼각플라스크 등이 있다. 비커는 액체 또는 용액을 담아 각종 반응이나 가열 등 일반 화학 조작에 주로 사용되는 기구이다. 비커의 눈금은 굵고 눈금 사이가 넓기 때문에 정확한 부피 측정은 어렵다. 삼각플라스크는 모양이 삼각형 모양을 이루고 있고 밑바닥이 평평하여 세워놓기 편리하다. 그리고 윗부분으로 갈수록 폭이 좁아져 안에 액체가 바깥으로 튀는 일이 비교적 적다.유리용기에서 눈금을 읽을 때는 유리기구의 눈금이 새겨진 부분이 수직이 되도록 세운 후 눈금을 읽어야 하고, 액체를 넣은 후 벽면에 묻은 액체가 모두 흘러내리도록 1분 이상을 기다린 후에 눈금을 읽어야 한다. 또한 액체의 볼록한 부분 혹은 오목한 부분에 해당하는 위치로 눈금을 읽어야 한다. 이러한 오목한 부분을 메니스커스(menis-cus)라고 한다.ⅲ실험기구 : 분석 저울, 50mL 뷰렛, 100mL 삼각 플라스크, 비커, 스탠드, 뷰렛 클램프ⅳ실험과정 : 50mL 뷰렛의 검정증류수를 100mL 비커에 채운다.스탠드와 뷰렛 클램프를 이용하여 50mL 뷰렛을 고정한다.0.00mL 또는 약간 아래까지 증류수로 채우고, 끝부분의 공기 방울은 뷰렛 끝을 비커에 대고 조심스럽게 제거한다.빈 삼각 플라스크(100mL)의 무게를 측정한다 (실험0의 측정 질량에 기록). 플라스크는 지문으로 무게가 변화되는 것을 피하기 위해 가능한 휴지나 종이 타월로 잡고 손으로 직접 만지지 않아야 한다.뷰렛에서의 처음 증류수는 눈금을 정확하게 기록한다 (실험 0의 측정 질량에 기록).질량을 측정한 플라스크를 뷰렛의 아래에 설치하고, 증류수 약 10mL를 느린 속도로 플라스크에 넣는다. 그 후 뷰렛에서의 증류수 눈금을 정확하게 기록한다 (실험1 의 측정 눈금에 기록).증류수가 담긴 플라스크의 질량을 측정한다 (실험 1의 측정 질량에 기록).다시, 증류수 약 10mL를 플라스크에 담고 뷰렛에서의 눈금과 질량을 측정한다 (실험 2의 측정 눈금과 측정 질량에 기록). 이때 뷰렛의 눈금은 20mL 근처이다.위 과정을 10mL 단위로 뷰렛의 눈금이 약 50mL 근처가 될 때까지 반복하여 측정 눈금과 질량 3, 4, 5를 구한다.1~9과정을 한 번 더 반복한다.ⅴ결과 :-첫 번째 실험*증류수의 밀도는 0.9982 g/mL로 고정한다.실험측정눈금부피, mL측정 질량, g증류수의 질량, g참부피, mL (증류수의 질량/밀도)보정값 (참부피-부피)00.05X50.09XXX110.0510.0059.899.089.82-0.1822009.9569.8910.0010.02+0.073301079.739.849.86-0.14440.0510.0589.669.939.95-0.15509.9599.529.869.88-0.07-두번째 실험*증류수의 밀도는 0.9982 g/mL로 고정한다.실험측정눈금부피, mL측정 질량, g증류수의 질량, g참부피, mL (증류수의 질량/밀도)보정값 (참부피-부피)00X65.61XXX1101075.489.879.89-0.11220.110.185.479.9910.0103309.995.359.889.900440.0510.05105.3810.0310.0505509.95115.229.849.86-0.09ⅵ논의 : 우선 이 실험의 목표는 부피 측정용 기구의 종류에 대해 알아보고, 뷰렛을 이용하여 부피 측정용 유리 기구의 교정 원리에 대해 알아보는 것이다. 실험의 편의를 위하여 증류수의 밀도는 0.9982 g/mL로 고정하였으며 실험을 할 때 뷰렛의 잠금 꼭지 옆으로 액체가 새어 나올 수도 있어 실험을 시작하기 전에 확인한다. 뷰렛의 잠금 꼭지 아래에 자주 생기는 공기방울은 뷰렛을 사용하기 전에 제거해야 한다. 뷰렛의 허용 오차는 0.05mL이지만 0.01mL까지 읽어야 한다. 항상 눈금사이의 1/10까지 읽어야 한다. 본 실험에서 첫 번째 실험과 두 번째 실험에서 보정 값의 편차가 크게 나타나고 있다. 이에 대한 첫 번째 실험과 두 번째 실험의 차이를 생각해 보았다. 그 결과 실험 관련 이론에서 서술되어 있듯이 눈금을 읽을 때는 액체를 넣거나 떨어뜨렸을 때 유리벽에 묻은 액체가 모두 흘러내린 후에 눈금을 읽을 수 있도록 어느 정도 시간이 지난 후에 눈금을 읽어야 하는데 첫 번째 실험을 할 때는 뷰렛에 증류수를 넣었을 때도 뷰렛에서 증류수 떨어뜨렸을 때도 기다리지 않고 바로 눈금을 확인하여 기록하였다. 반면 두 번째 실험 때는 1분 이상의 시간을 기다렸다가 눈금을 확인하였다. 때문에 첫 번째 실험과 두 번재 실험에서의 보정값의 편차는 뷰렛 벽면에 묻어 있는 증류수가 내려올 때까지 기다렸다가 눈금을 확인한 것의 차이로 인해 일어났다고 보인다. 여기서 더 정확히 측정할 수 있다. 불확정도를 측정값으로 나눈 것을 상대 불확정도라고 하는데(상대 불확정도 = 불확정도/측정값 x 100) 그 불확정도를 낮추는 것이다. 우선 실험 이론에도 서술했던 뷰렛의 액체 높이를 읽을 때는 눈을 액체의 맨 위쪽과 같은 높이가 되도록 맞추어야 한다. 만약 눈이 액체면 보다 높으면 실제보다 많은 것처럼 보이고 액체면보다 낮으면 실제보다 적게 보인다. 이러한 경우 발생하는 오차를 시차(parallax)라고 한다. 눈의 위치를 메니스커스 위아래로 움직이며 보다 보면 메니스커스의 가장 가까운 눈금 표시선이 직선으로 보일 때의 눈의 위치가 올바른 위치이다. 메니스커스의 정확한 위치를 알기 위해서는 흰색 카드에 검은색 테이프 조각을 붙인 것을 배경으로 사용하면 도움이 된다. 뷰렛에 들어있는 용액을 적정 용액이라고 하는데 적정의 종말점 위치를 정밀하게 찾기 위해서는 한번에 한 방울보다 더 적은 양을 떨어뜨린다(뷰렛에서 한 방울의 부피는 약 0.05mL이다.). 한 방울보다 더 적은 양을 떨어뜨리기 위해서는 한 방울보다 더 적은 방울이 뷰렛의 끝에 매달리게 될 때까지 잠금 꼭지를 조심스럽게 열어야 한다. 이를 바탕으로 실험을 한다면 부피를 측정하는데 오차를 줄일 수 있을 것으로 보인다.ⅶ참고문헌김은경, 김병현, 서정원, 김양선 / 일반화학실험 / 북스힐 / 2001 / p.7~17대한화학회 / 표준일반화학실험 / 천문각 / 1993 / p.15~19민철기 / 민철기일반생물학실험서 / 라이프사이언스 / 2003 / p.15~18Daniel C Harris / Harris 분석화학 / 자유아카데미 / 2021 p.35~36

자연과학| 2022.07.12| 6페이지| 1,500원| 조회(590)

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