경영자 혁명(經營者 革命 manager revolution)서론:정의출자와 관계 없이 경영 능력자로서의 현대적 경영자미국의 철학자 번햄(J. Butnham)이 제창한 새로운 경제이론. 번햄은 '현대 자본주의 사회에서는 자본가에 대신하여 경영자라는 새로운 지배 계급이 탄생, 그들이 권력을 잡은 경영자 사회로의 혁명적인 이행(移行)이 이루어지고 있는 중'이라고 주장하였다. 이 이론의 근거는 경영자 지배의 관점과 국유 기업의 확대?강화라는 사실에 두고 있다본론자본주의 초기에는 한명 또는 몇명의 자본가가 회사의 전자본을 소유함과 동시에 직접 경영을 맡았다. 자본가가 지배하는 자본주의 사회 다음에 오는 것은, 마르크스주의에서 말한 노동자가 지배하는 사회주의 사회가 아니라, 복잡 ?거대화한 생산수단을 현실적으로 운영하고, 거기에서 생기는 성과의 분배에 대해 지도력을 가지는 경영자가 지배권을 가지는 경영자 사회이며, 여기에는 경영자혁명이 일어나고 있다고 주장하였다. 이 경우의 경영자는 생산의 실제적인 기술과정을 관리하는 생산경영자로서 기업의 경영자 뿐만 아니라 경제관료(經濟官僚)와 같은 전문가도 포함되어 있다는 점에 주의하여야 한다. 버넘은 이러한 경영자사회가 전문경영인이 등장한 자본주의 국가뿐만 아니라, 당시의 나치스 독일이나 소련에도 출현하고 있다고 지적하였다. 이것을 소유자지배라고 한다. 그후 경영 규모가 확대되고 생산기술의 고도화, 판매경쟁의 격화, 노동공세, 주식 회사 제도의 발전 등에 따라 관리기구는 점점 방대해지고 복잡해졌으며 이에 따라 전문경영자가 필요하게 되었다. 그는 그 근원은 근대 주식회사에 있어 서의 소유와 경영의 분리라는 사실에 있다고 하였다. 즉 자본을 소유하는 계급으로부터 구별하여 생산에 있어서의 지휘와 조정의 기능을 수행하는 경영자계급의 동태적 역할을 강조하였다. 이 혁명의 단계는 버남에 따르면 첫째, 경영자계급이 자본소유자로부터 권력을 빼앗아 그것을 무력한 상태로 만든다.둘째, 대중의 힘을 마비시켜 그들에게 경영자적 이데올로기를 주입시킨다.자본가가 지배하는 자본주의사회는 여러 가지 종류의 모순으로 붕괴되지만, 그 후에 오는 것은 마르크스주의자가 주장하는 바와 같은 근로자가 지배권을 갖는 사회주의사회가 아니라 전문경영자가 지배권을 갖는 경영자사회이며, 세계는 지금 그러한 방향으로 움직이고 있다는 것이 버넘이 주장하는 골자이다. 그에 의하면, 소유와 경영의 분리로 소유에 기초한 지배(자본가지배)는 후퇴하고 그것을 대신해서 복잡거대화한 생산수단을 현실적으로 운영하고, 거기서 나오는 성과의 분배에 지도력을 가진 자가 지배권을 갖는다. 근로자는 이러한 조건이 결여되어 있기 때문에 지배자가 될 수 없고, 이러한 조건을 구비한 전문가인 경영자라야만 진짜 지배자가 된다. 이런 경우에는 기업경영자는 물론, 경제관료와 같은 전문가도 포함되어 있다는 점에 주의할 필요가 있다. 셋째, 세계의 경영자간의 경쟁상대들 사이에서 지배를 위한 투쟁이 행하여진다는 삼단계이다
‘우주 왕복선‘ 열차단 시스템재료 공학 설계? 우주 왕복선의 열차단 시스템 설계1. 열차단 시스템의 요건-우주 왕복선을 쏘아 올릴때 로켓으로서 초 고속스피드로 대기권을 벗어날 때 대기권과 무중력 상태의 갈림길에서 우주 왕복선은 외부에 엄청난 충격으로 인하여 많은 열이 발생할 수 밖에 없기 때문에 특수소재의 반도체로서 우주 왕복선의 외부를 표피해줘야 한다. 또한, 우주왕복선은 튼튼한 구조와 함께 가벼운 기체 구조 가져야 하기 때문에 기체의 상당부분은 가볍고 튼튼한 재질로 이루어져야 한다.2. 재료의 선정-(1)열에대한 성질이 뛰어난 재료를 선정:우주 왕복선이 대기권을 이탈할시 1260℃의 온도가 발생하므로 그 이상의 온도에서도 녹지않는 재 료를 사용하여야 한다.(2)강도도 높고 연성도 좋은 재료를 선정:우주 왕복선이 대기권을 이탈할시 엄청난 속도나 대기권을 벗어나며 대기권과 무중력 상태의 갈림 길에서 외부에 엄청난 충격이 가해지므로 그 충격을 이겨내야하며 또한 충격으로인해 깨지면 안되 므로 강도와 연성을 가진 재료를 사용하여야 한다.▶위 (1)과 (2)모두 만족할만한 내열재료를 찾아보면 탄소기지에 탄화규소(SiC)를 입힌 탄소섬유로 강화 시킨 탄소복합재료나 실리카가 있다.3. 열차단 시스템 원리우주에서의 태양열 조사에 의한 복사 가열 등에 의하여 비행체 외부의 구조재료와 내부의 전자 및 유압장비 등을 보호하거나 혹은 대기권 진입시의 높은 표면온도가 기체구조표면으로 전달하는 것을 차단하는 역할을 열차폐재료(thermal protection materials)가 사용되고 있다. 우주왕복선의 경우 100번 가량 재사용이 가능하며 -160℃의 극한 우주환경과 거의 1600℃에 달하는 재진입 온도에서 사용되어야 하므로 여러 환경조건에서 특성변화나 강도저하가 없어야 한다. 따라서 이 재료는 고온에서 사용이 가능하고 무게를 절감할 수 있는 재료 중에서 선정되어야 한다. 또한 외부 표피에 적용되어야 하므로 공기역학적인 요구사항이 충족되어야 한다. 탄소/탄소 복합재료는 비결정 탄소기지에 탄소섬유를 강화시킨 복합재료인데 재진입시 1200℃가 넘는 부위에 사용된다. 산화방지를 위해 표면은 SiC 코팅을 하여 사용한다. 재진입시 온도가 1200 ℃ 이하인 부위에는 고순도 실리카 재료를 사용하는데 이것은 90%가 기공이므로 비교적 가볍고, 두께는 부위에 따라 2.5∼12 cm이다. 방수처리를 위해 표면에 얇은 유리피막을 입혀서 사용하며, 1200℃의 로에서 꺼낸 직후 찬물에 담구어도 손상을 입지 않을 정도로 열에 강하다. 그러나 이 재료는 기체의 하중변형을 견디지는 못하므로 표면에 직접 부착할 수는 없고, 기체의 구조적인 변형이나 열팽창, 진동 등으로부터 분리시키기 위하여 얇은 노멕스(Nomex) 등을 사용한다. 최근에는 Nextel이라는 재료를 20%정도 첨가하여 더 강도가 강하고 사용온도도 높으며 가벼운 재료를 개발하여 사용하고 있다. 650℃ 정도의 온도범위에 노출되는 외부는 고순도 실리카, 내부는 유리직물인 재료를 직조하여 재료를 기체표면에 직접 실리콘 접착제로 부착한다. 이보다 더 낮은 온도인 370℃ 이하의 온도범위에서는 노멕스 재료를 직접 사용하며 방수와 열광학 특성을 만족시키기 위해 실리콘 탄성고무 코팅을 한다.
▶ 나노표면공학 설계우주선 동력전달부의 내마모 특성을 향상시키기____________________________________________위한 표면개질 설계__________________< 목 차 >1. 서 론2. 이온 주입3. 이온 주입 장치4. 내마모성의 향상5. 참고 문헌1. 서론재료의 기계적 성질보다는 재료의 기능성이 중요해지면서 재료 자체(bulk)의 여러 가지 성질들(기계적, 전기적, 광학적, 화학적)보다는 재료의 표면 성질들(surface properties)의 중요성이 점점 증가하고있다. 따라서 재료 자체의 성질을 개선하려하기 보다는 재료의 표면 성질을 개선하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 재료의 표면 성질은 표면 개질이라는 방법을 통하여 개선될 수 있다.표면 개질이란 재료의 표면으로부터 수 ㎛ 이내의 범위에 있는 재료에 대해서만 적당한 공정을 통하여 재료의 표면 성질을 바꾸어 주는 것을 말한다. 표면개질을 통하여 우주선의 동력 전달부의 내마모성 특성을 향상시길 수 있으며, 표면 개질 방법에는 다음과 같은 것들이 있다. 다른 성질을 갖는 재료를 박막(thin film)이나 후막(thick film)의 형태로 표면에 코팅하는 방법 높은 에너지를 가진 입자들을 표면에 조사하여 표면의 구조나 조성을 바꾸는 이온 주입(ion implantation) 방법이나 이온 조사(ion irradiation) 방법이 있다.2. 이온 주입이온 주입(ion implantation)은 전기장을 이용하여 주입하고자 하는 이온들을 높은 운동에너지를 갖도록 가속시켜 고체 상태인 타깃(target) 재료의 표면에 충돌시킴으로써 이온들이 타깃 재료에 들어가 박히도록 하는 공정을 일컫는 것으로 원래 마모, 부식환경, 태양 광선 등으로부터 재료를 보호하기 위한표면 처리의 한 방법으로 사용되어져 왔다.재료에 이온이 주입(注入)되면 표면 근처 재료의 기계적 특성에 변화가 생겨 재료 표면의 내마모성,피로 특성, 마찰 특성 등이 향상된다. 또한 전기적 특성이나 광학적 특성에도 변화가 생길 뿐 아니라 전기 화학적 특성(부식 특성)에도 변화가 생겨 내식성이 향상된다.주입되는 이온들은 보통 수십∼수백 keV의 에너지를 가지고 재료의 표면에 충돌되며, 충돌된 이온들은 보통 표면으로부터 수∼수백 나노미터(nm)의 깊이까지 침투된다. 일반적으로 주입되는 이온들의 침투 깊이가 가우스 분포(Gaussian distribution)를 따른다고 알려져 있다.이온 주입 기술은 타깃 재료가 가지고 있는 고유의 특성은 거의 변화시키지 않으면서 표면 특성만을향상시킬 수 있는 기술로 이온 가속 전압과 dose(주입되는 물질의 양)를 조절하면 주입되는 이온들의깊이 수를 제어할 수 있으며, 이에 대한 재현성이 좋다고 알려져 있다.이온 주입은 열역학적으로 비평형 공정(non-equilibrium process)이기 때문에 침탄(浸炭)이나 질화(窒化) 등의 기술과는 달리 solubility, diffusion 등의 열역학적 제한을 받지 않기 때문에 열역학적으로불가능한 새로운 성분의 표면층을 형성할 수 있고, 따라서 용도에 따른 표면 맞춤(surface tailoring)이가능하다는 특징을 갖는다. 또한 코팅(coating) 등의 표면 개질에서 주로 제기되는 치수 변화나 모재와의 접착력 등의 문제가 발생하지 않으며, 상온 공정이므로 온도 상승에 따른 재료의 열화도 막을 수있다.그러나 이러한 장점에도 불구하고 반도체 제조공정 분야를 제외하고 실제로 이온 주입을 이용한 재료의 표면 개질 기술이 실용화된 분야는 그리 넓지 못하다. 그 이유는 다른 표면 개질 기술에 비해서 상대적으로 많은 비용이 들기 때문이다. 비용이 높은 원인은 이온 주입 장치와 공정의 두가지 측면으로 나누어 생각할 수 있다. 장치의 측면에서 볼 때, 이온 주입 장치는 기본적으로 이온 발생원과 가속 장치, 그리고 고진공 장치를 갖추어야 하며, 이온빔(ion beam)의 구경을 크게 하고 가속 전압을 높일수록 장비 제작비용은 크게 높아진다. 특히 대부분의 이온 주입 장치들은 실리콘웨이퍼를 가공하는 반도체 제조공정에 맞도록 개발되고 설계되어 있기 때문에 재료공학적인 응용 분야에 사용되는 이온 주입 장치들도 이러한 기본 구성에서 크게 벗어나지 못하고 있다. 공정의 측면에서 볼 때, 3차원 형상을 갖는 재료에 대하여 이온 주입을 하려고 하면 더 많은 처리비용이 든다. 그런데, 우리가 이온 주입을 원하는 대부분의 재료들은 3차원 형상을 가지고 있다.이온빔을 이용한 이온 주입 기술은 직선적인 공정(line-of-sight process)이므로 3차원 표면 형상을갖는 재료를 처리하려면, 소재의 표면 형상에 따라서 여러 개의 이온빔을 설치하거나 이온빔을 고정시키고 소재를 여러 각도로 회전시켜야 한다. 여러 개의 이온빔을 설치하는 것은 설비 제작비용을 상승시키며, 재료를 회전시키는 것은 공정 제어를 어렵게 할 뿐 아니라 처리시간이 길어지므로 처리비용이 상승하는 결과를 초래한다. 또한, 금속 소재의 표면 개질을 위해서는 대부분의 경우 30∼40%의 주입 이온 조성(retained dose)이 필요한 데 이온빔과 비스듬한 부분은 sputtering 현상 때문에 주입할 수 있는 이온의 양에 한계가 있게 된다. 이를 막기 위해서는 glancing beam에 대한 masking이 필요하게 되며 masking 재료가 이온 주입 sample의 재료와 다를 경우 masking 재료에 의한 sample 오염 등의 추가적인 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점들은 기존의 이온주입장치들이 평면 wafer 처리용으로 개발된 이온빔 장치로 재료 분야에의 응용을 위해서는 적합하지 않기 때문이며 이는 이온 주입 장치 자체의 혁신적인 전환에 의해서만 해결될 수 있다.3. 이온 주입 장치그림1. 이온주입창치이온 주입 기술은 반도체 소자 제작에 사용되고 있는 기술로, 이온 주입 장치는 그림 1에 보인 바와같이 진공 챔버(vacuum chamber)내에 있는 이온 소스(ion source)에서 플라즈마(plasma)에 의하여 이온화된 원소의 질량을 선별하여 원하는 이온만을 가속하여 이온빔(ion beam)을 만든 후, 만들어진 이온빔을 타깃의 전면에 주사하여 이온들을 주입시키도록 만들어져 있다. 결과적으로 얻어지는 이온의 분포는 이론적으로 계산되어질 수 있다. 낮은 dose(단위 면적당의 이온 수)에서는 주입된 이온의 깊이방향 조성(depth concentration)은 가우시안 분포(Gaussian distribution)를 따른다고 알려져 있고, 높은 dose에서는 스퍼터링(sputtering)과 원자들의 이동(ion beam induced migration)이 일어나기 때문에 이온들이 최대로 도달할 수 있는 깊이가 변하거나 제한되기도 한다고 알려져 있다.반도체 소자의 제작에 사용되는 이온 주입 장치의 기본적인 구조를 그림 2에 나타내었다. 질량분리용 전자석은 불필요한 이온들(불순물 가스 이온)을 제거해 주는 기능을 한다. 편향 장치와 집속 제어 장치를 지난 이온빔은 타깃 표면을 뚫고 타깃 내부로 침투해 들어간다. 큰 에너지를 갖고 있는 이들 이온은 타깃 원자들과 충돌하면서 결국 가지고 있던 에너지를 모두 잃고 안정한 상태의 원자로 타깃 내부에 자리를 잡게 된다.
음이온의 정성분석 - 점적시험1. 제목음이온의 정성분석 - 점적시험2. 목적음이온들의 정성분석법은 거의 양이온 정성분석에 이용한 반응을 역으로 생각하면 가능하다. 이 실험에서는 몇 가지 대표적인 음이온들을 간단한 점적시험법으로 검출하고 확인하는 방법을 익혀 화학반응의 특성을 이용하는 원리를 다룬다.3. 시약 및 기구시험관(10 * 100mm) 0.5M Na2CO3시험관대 0.5M Na2CO4시험관용 솔 1M BaCl2눈금피펫(50mL) 0.5M Na2HPO4리트머스 종이 6M HNO3스포이트 0.5M (MH4)2MoO4물중탕 3% H2O2전열기 6M HCl씻기병 0.1M Fe(NO3)3Label 0.5M NaCl지시약병(2개) 0.5M NaBr집게 0.5M NaI0.1M AgNO33M, 6M H2SO46M NaOH0.5M NH4ClCH2Cl2Br2액NaClO4. 실험원리이 실험에서는 CO32-, SO42-, I-의 음이온을 점적시험으로 검출, 확인한다.이 방법은 시료 중의 한 가지 성분을 검출하기 위하여 소량의 시료용액에 적당한 특성 시약을 떨어뜨려서 그 성분화학종과 특유한 반응을 일으키게 함으로써 어떤 성분이 포함되어 있는가를 확인하는 방법이다. 이 방법의 결점은 여러가지 화학 성분이 포함되어 있는 복잡한 시료의 경우에는 한 성분이 다른 성분의 검출을 방해한다는 점이다. 그러므로 시료가 복잡할수록 조심스럽게 적당한 조건을 택하여 실험을 하여야 한다.(1) 황산이온이 이온은 강산의 음이온으로서 특정 이온과 침전을 형성한다.그 외에도 Ba2+다음의 음이온들과 난용성 침전을 형성한다.이들은 약산의 염으로 산성용액에서는 모두 가용성 염으로 된다. 따라서 산성상태에서 Ba2+를 가했을 때 침전을 이루면 황산이온의 존재를 확인할 수 있다.(2) 탄산이온탄산이온은 산을 가하면 산화무수물로 되어 휘발한다. 따라서 이산화탄소의 발생 여부로 탄산이온의 존재를 확인할 수 있다.(3) 요오드이온요오드이온은 강산의 음이온으로서 산성용액에서 음이온은 이 이온과 난용성 염을 형성하지만, 기타 다른 모든 음이온의 염은 가용성이다.요오드이온의 존재는 Fe3+를 가하면 선택적으로 I2로 되어 CH2Cl 층으로 분배시키면 보라색을 띠게 되는 것으로 확인할 수 있다.5. 실험방법(1) 황산이온의 확인시료용액에 6M HCl을 가하여 산성용액으로 만든 다음 0.1M BaCl2용액 1mL를 가하여 흰색 침전의 생성 여부를 확인한다.(2) 탄산이온의 확인시료용액에 있는 아황산이온을 제거하기 위해서 3% H2O2를 가한다. 실험장치를 한 후 시험관에 6M HCl을 가하고 서서히 가열한다. 흰 침전의 생성여부를 확인한다.(3) 요오드화이온의 확인시료용액에 6M HCl을 가하여 산성으로 한다. S2-나 SO32-의 존재를 확인한 다음, 0.1M FeCl3 1mL를 가한다. CH2Cl2 1mL를 가하여 분배시켰을 때 CH2Cl2층의 색깔이 보라빛인지 확인한다.6. 실험결과(1) 황산이온의 확인(2) 탄산이온의 확인H2O2를 가하면 시료중의 아황산이온은 다음의 반응을 한다.그리고 HCl을 가하면 다음의 반응이 일어난다.(3) 요오드화이온의 확인보라색이 나타난다. 따라서 요오드화이온을 검출할 수 있다.(4) 미지시료(No:1)위의 세가지 과정을 모두 실시한 결과 BaCl2를 첨가했을 때 흰 침전이 생겼다. 또한 FeCl3와 CH2Cl2를 가했을 때 보라색이 나타났다. 그러나 H2O2와 HCl을 가하고 가열했을 경우에는 아무런 변화가 발생치 않았다.
아보가드로 수의 결정_____________________1. 실험제목 : 아보가드로 수의 결정2. 실험날짜 : 2006년 11월 23. 실험 조 : 6조4. 실험목적물 위에 생기는 기름막을 이용해서 몰(mole)을 정의하는 데 필요한 아보가드로 수를 결정한다.5. 서론과 원리1) 서 론아보가드로(Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quareng e Cereto,1776~1856)토리노에서 성직자의 아들로 태어나 그곳에서 생애를 보냈다. 대학에서는 철학과 법학을 배우고 교회법의 논문으로 박사학위를 받았다. 수년간 법률가로 활약하였으나, 1800년 경 부터 수학과 물리학에 깊은 관심을 가져 갑자기 과학자로 전환하였다. 1803년에 형제 공동으로 전기학에 관한 최초의 과학논문을 발표하였고, 1809년에는 베르첼리대학의 물리학 교수로 취임하였다. 그리고 1811년에 유명한 아보가드로의 가설을 발표하였다. 1820년에 토리노대학에서 이탈리아최초의 수리물리학 강의가 빅토리오 에마누엘 1세에 의하여 설치되고 아보가드로는 그 교수에 임명되었다. 그 강의는 1922년에 일단 폐지됨으로써 그는 명예교수로 남아 있었고, 그 강의가 부활되자 1834년에 복직, 1850년에 퇴직 때까지 근속했다. 그간 통계, 기상, 도량형 등 다방면의 공무에 종사하고, 1848년에는 공교육 최고 회의 의원이 되었다.아보가드로는 그리스, 라틴 문학에도 조예가 깊은 겸허한 성격의 교양인이었다. 아보가드로의 과학 논문내용은 전기, 액체의 열팽창, 모세관 현상 등 여러 분야에 걸쳐있으나, 가장 중요한 것은 (1811)이다. 그 속에서 기체 밀도의 비에서 기체물질의 분자량을 결정하는 방법과 그 근거가 되는 가설이 제창된 것이다. 화학 사상 제1급의 중요성을 띤 이 가설이 인정되어 그의 이름이 널리 알려지게 된 것은 1860년 독일의 칼수르에에서 열린 최초의 화학자 국제회의에서 이탈리아의 S.카니차로가 1856년에 이 가설의 불가결성을 설득력있는 논문으로써 해명한 뒤부터= 6.022 ×1023)라고 하며, 아보가드로 수 만큼에 해당하는 원자나 분자를 1몰 (mole)이라고 한다. 아보가드로 수는 탄소 원자 1몰이 차지하는 부피와 탄소 원자 하나가 차지하는 부피를 알면 구할 수 있다. 탄소 원자 하나의 부피를 정확하게 알아내는 것은 그렇게 쉽지 않지만, 기름처럼 물에 섞이지 않는 탄소 화합물을 이용하면 간단하게 짐작할 수 있다.물 (H2O)은 전기 쌍극자의 성질을 갖고 있는 극성 분자이다. NaCl과 같은 이온 화합물은 단위 전하, 즉 Na+와Cl-로 완전하게 분리되어 있으나 극성 화합물은 전하가 부분적으로 분리되어 있으며 (델타) 기호로 나타낸다. 극성 분자는 서로 끌어당긴다. 한 분자의 이중 극자의 양극 끝이 다른 분자의 이중 극자의 음극 끝을 당긴다. 그래서 물은 이중 극자를 지닌 포름산 (H-COOH)을 녹이는 것이다. 그러나 물은 부탄과 같은 전하 분포가 거의 균일한 물질은 녹이지 못한다. 만약 이들 성질을 모두 지닌 분자를 물 표면에 가져오면 분자의 극성 부분은 표면에 끌릴 것이며, 비극성 부분은 반발할 것이다. 만약 비극성 부분이 극성 부분보다 대단히 크다면 그 분자는 물에 녹지 않을 것이며 표면에 단순히 서게 될 것이다. 이 실험에서 사용하는 분자는 스테아르산으로 바로 위에서 설명한 행동을 보인다. 스테아르산은 카르복실기 (-COOH)로 되어 있는 극성의 끝과 16개의 메틸렌기 (-CH2)로 되어 있으면서 끝에는 메틸기 (-CH3)가 붙어 있는 비극성 꼬리를 가지고 있다. 그림 1.1에 이 분자를 자세하게 나타내 보였다.그림 1.1. (A) 스테아르산 분자, (B) 구조식, (C) 약식 표기.물 표면에 한정된 수의 스테아르산 분자를 넣으면 그림 1.2에서 나타낸 바와 같이 단막층이 형성된다. 그러나 표면이 스테아르산 분자의 단막층으로 완전하게 덮여진 후에는 더 가한 스테아르산 분자가 둥근 모양의 집합체로 뭉치게 된다. 극성 머리쪽은 극성 물분자 쪽으로 끌리게 되어 구형 표면을 형성하는데 탄화수소 꼬리부분은 안쪽을 되어 있다고 가정하면 아보가드로 수가 차지하는 부피는 바로 1몰의 부피다. 아보가드로 수를 다음 계산으로 얻는다.NA = 몰 부피 (cm3/mol)/원자 부피 (cm3/atom) = 입자/mol6. 시약 및 기구1) 기 구큰 물통(big water bucket), 눈금실린더[10 mL](measuring cylinder), 유리 모세관(Glass capillary tube), 피펫(pipette)2) 시 약? 증류수(distilled water)- 분자식 H2O- 어는점 0℃- 끓는점 100℃? 스테아르산(stearic acid)- 분자식 C18H36O2- 녹는점 71~71.5℃- 응고점 69.4℃? 헥세인(헥산, hexane)- 분자식 C6H14- 열분해 가능? 송화 가루(한약방에서 구입할 수 있음)7. 실험방법1) 헥세인(헥산, hexane)으로 여러 차례 헹군 피펫에 헥세인을 충분히 채운다.2) 피펫을 똑바로 세운 상태에서 눈금실린더에 헥세인 용액을 반쯤 채우고 눈금을 읽는다. 헥세인 용액을 한 방울씩 떨어뜨려 부피가 1.00mL가 되도록 한다. 만약 1.00mL의 방울 수가 100이하이면 구멍이 더 작은 피펫으로 바꾸어야 한다. 피펫 을 기울이면 방울의 부피가 달라지기 때문에 똑바로 세워야 한다.3) 큰 물통에 물을 바쯤 채우고 수면이 잔잔해질 때까지 기다린다.4) 작은 약숟가락으로 송화 가루를 조금 떠서 물통의 가운데 부분에 조심스럽게 뿌 려준다.5) 0.01~0.02g 정도의 스테아르산을 헥세인 100mL에 녹인 용액을 피펫에 넣어서 한 방울을 송화 가루가 퍼져있는 한 가운데에 떨어뜨린다. 스테아르산이 퍼지면 서 생기는 원형 기름막의 경계면을 쉽게 구별할 수 있을 것이다.6) 원형으로 퍼진 단분자층의 직경을 측정한다. 원형이 아닌 경우에는 대간선 방향 의 길이를 여러번 측정해서 평균값을 얻는다.8. 실험시 주의 및 참고 사항1) 헥세인은 인화성 물질이기 때문에 조심하여 취급한다.2) 헥세인은 휘발성이 크기 때문에 스테아르산 용액을 담은 용기는 마개알아낸다.5) 다이아몬드 밀도를 이용해서 탄소 1몰이 차지하는 부피(Vm)를 계산한다.6) 탄소 원자를 정육면체 모양에서 그 부피 V1이 r3이라고 생각하고 식 (4-1)을 이 용해서 아보가드로 수를 계산하여 실제값과 비교한다.7) 스테아르산 1개의 분자 단면적을 구한다.◎ 아보가드로 수의 결정 실험 후 ◎10. 서론과 원리? 1 몰: 아보가드로 수 만큼의 입자 (원자, 분자, 이온)에 해당되는 양? 아보가드로 수 (NA)1) 질량수가 12인 탄소 12g에 들어있는 탄소원자의 수2) 6.022 X 1023 개3) 아보가드로 수의 결정 = 탄소 1몰이 차지하는 부피 (A)탄소 원자 1개가 차지하는 부피 (B)4) Stearic acid 이용하여 (B)를 구함hexane: 기화됨stearic acid 탄화수소부분.water① Hexane 1방울의 부피 (C)② 직경으로부터 단분자층의 단면적 (D)③ Stearic acid의 농도를 이용하여, 단분자층에 포함된 stearic acid의 질량계산(E)④ Stearic acid의 질량 (E)과 밀도를 이용하여 stearic acid의 부피 계산(F)⑤ Stearic acid의 부피 (F)와 단면적 (D)를 통하여, stearic acid의 높이 계산(G)⑥ 높이 (G) 는 18개의 탄소의 쌓임이므로, 탄소원자 하나의 지름 계산 (H)⑦ 탄소원자를 직육면체라고 가정하고, 탄소원자 하나의 부피 계산 (B)5) 다이아몬드의 밀도를 이용하여 탄소 1몰이 차지하는 부피계산 (A)6) 아보가드로 수의 계산11. 시약 및 기구1) 기 구비커(beaker), 샬레(chalet), 주사기(syringe), 작은 스푼(spetular)2) 시 약? 증류수(distilled water)- 분자식 H2O- 어는점 0℃- 끓는점 100℃? 스테아르산(stearic acid)- 분자식 C18H36O2- 녹는점 71~71.5℃- 응고점 69.4℃- 밀도 0.941g/cm3? 헥세인(헥산, hexane)- 분자식 C6H14- 열분해 가능? 송화 가자 헥산과 스테아르산 혼합용액 1mL의 방울수는 270방울이라는 것을 알 수 있었다.② 샬레에 물을 반쯤 채우고 송화 가루를 조금 떠서 가운데 뿌리자 송화 가루가 물에 뜨며 원모양으로 얇게 펴졌다. 샬레 벽에 닿지 않을 정도의 양이어야 했으나 우리 조는 샬레 벽에 송화 가루가 닿아 몇 번이나 다시 실험을 하여야 했다.③ 스테아르산 용액 한 방울을 주사기로 떨어뜨리자 송화 가루를 원 모양으로 밀어내며 옆으로 퍼졌다. 이 순간에 원의 직경을 재어야 하는데 순식간에 스테아르산이 퍼지고 원모양이 흐트러져 버려 측정하는데 어려움을 겪었다. 이 실험을 4번 반복하였는데 원의 직경이 각각 5㎝, 4㎝, 5㎝, 4.5㎝가 나와 평균하니 4.6㎝였다.2) 결 과① 피펫의 보정- 1.00mL에 해당하는 헥세인의 방울 수 1회: 256 2회: 284 / 평균:270방울- 헥세인 한 방울의 부피 == 3.70×10-3 mL/방울② 스테아르산 용액 한 방울이 덮은 표면적- 단층막의 직경 1회: 5㎝, 2회: 4㎝, 3회: 5㎝, 4회: 4.5㎝ / 평균 4.6㎝- 단층막의 넓이㎠③ 스테아르산 단층막의 두께- 스테아르산 한 방울의 질량×= 4.074×10-7g/방울- 스테아르산 한 방울의 부피* 스테아르산의 밀도를 이용하여 계산한다. 밀도=부피=스테아르산의 밀도 = 0.941g/㎤부피 == 4.329×10-7㎤- 단층막의 넓이(물 표면적과 같음) 16.61㎠- 단층막의 두께* 부피를 이용하여 구한다. 부피 = 밑면적 × 높이스테아르산의 부피 = 단층면 면적 × 단층막의 두께단층막의 두께를 x라고 두고 푼다.4.329×10-7㎤ = 16.61㎠ × xx ==㎝단층막의 두께는㎝ 이다.④ 탄소 원자의 크기와 부피- 단층막의 두께로부터 계산한 탄소의 크기(스테아르산은 탄소 원자 18개가 연결된 것으로 생각한다.)단층막의 두께 ÷ 18 ==- 탄소 원자가 정육면체라고 가정했을 때의 부피=㎤ =mL⑤ 탄소 원자 1몰의 부피- 다이아몬드의 밀도(3.51g/㎤)로부터 계산한 탄소의 몰 부피다이아몬드다.