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[화학실험] 어는점 내림에 의한 분자량 측정
1. 실험목적
비극성 용매인 벤젠을 이용하여, 벤젠에 어는점이 다른 용질을 넣었을 때 얼마나 내려가는지를 측정하고 이로부터 용질의 분자량을 구할 수 있다.
2. 실험원리
용액 - 두 가지 이상의 물질들의 균일혼합물. 소량으로 존재하는 물질을 용질이라 하며, 다량으로 존재하는 물질을 용매라고 한다.
용액의 총괄성 - 용액의 몇 가지 중요한 성질은 용액 내 용질 입자의 수와 관련이 있으며, 용질 입자의 성질과는 관련이 없다. 즉, 서로 공통된 원인에 상관없이 존재하는 용질 입자의 수에 바탕을 두고 있다. 용액의 총괄성에는 증기압 내림, 어는점 내림, 끓는점 오름 및 삼투압이 있다.
어는점 내림 - 순수한 용매에 용질을 넣어 용액을 만들었을 경우, 순수한 용매의 어는점 보다 용액의 어는점이 낮다
ΔT 〓 Kf m
Kf은 몰랄 어는점 내림 상수이고 m은 몰랄농도이다. 몰랄 어는점 내림 상수는 용매의 종류에 따라 변한다. 몰랄 어는점 내림 상수는 용매의 종류에 따라 변한다.
몰랄농도 - 용매 1㎏(1000g) 중에 녹아 있는 용질의 몰수, 온도가 변하더라고 몰랄농도는 변하지 않는다.
〓
용액이 용매보다 어는점이 낮은 이유는 용액이 용매보다 더 무질서하기 때문에 순수한 용매 보다 정돈된 상태로 만들기 위하여 더 많은 에너지가 제거 되어야 하기 때문이다.
온도
시간
Tf
냉각 곡선 - 용액의 온도가 내려가면서 과냉각 상태로 되었다가 용매의 얼음이 나타나기 시작하며 어는열로 인해 온도가 약간 상승한다. 그 후 일정하게 온도가 유지되는 부분이 용액의 어는점이다.
과냉각 상태 - 액체를 너무 빨리 냉각시켜버리면 분자들이 고체의 구조를 만들 시간이 부족하게 되어서 어는점 보다 낮은 온도에서 얼지 않게 되는 현상
3.실험결과
1. 벤젠 용매
◎ 실험 1
◎ 실험 2
실험1
실험2
벤젠의 어는점
6℃
6℃
▶ 평균값 〓 6℃
- 시험관의 질량
16.228g
- 시험관 + 미지시료의 질량
16.728g
- 미지 시료의 질량
0.5g
- 시험관 +미지시료 +벤젠의 질량
25.518g
- 벤젠의 질량
8.79g
2. 벤젠 + 미지시료 용액
- 용액의 냉각 곡선
◎ 실험 1
◎ 실험 2
실험1
실험2
용액의 어는점
3℃
0.9℃
어는점 내림(ΔTf)
-3℃
-5.1℃
미지시료의 분자량
98g
56g
◎ 실험 1
ΔTf 〓 -2.51℃
≫ -3 〓…(생략)
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