[자연과학]일반화학실험 - 이산화탄소의 분자량

1. Abstract

2. Data and Result

3. Discussion

(1) 실험 A의 결과분석

① 먼저 이상기체의 상태방정식을 살펴보자.

② 첫 번째 weighing을 A, 두 번째 weighing을 B라고 한다. 그리고 이상기체상태방정식으로부터 얻는 공기의 질량을 C라고 한다. A는 플라스크와 유리판, 그 속의 공기의 질량의 합이고, B는 플라스크와 유리판, 그 속의 이산화탄소 기체의 질량의 합이다. 에 의해서 플라스크 안에 들어있던 공기의 질량은 구해보자. 실험시간에 공기의 평균 밀도를 28.96gmol-1g로 생각하기로 했고, R은 기체상수로 R=0.08206ℓatmmol-1K-1이다. T는 플라스크에 공기만 있을 때의 온도로서 측정값은 17℃였다. 여기서는 K을 단위로 쓰고 있으므로 17 + 273② = 290K이다. 압력 P은 대기압과 같은 1atm으로 한다. V는 플라스크에 물을 채운 뒤, 메스플라스크를 이용해서 측정하였다. 측정결과 140㎖였다. 여기서는 ℓ를 단위로 쓰고 있으므로 1.4 × 10-1ℓ이다. 이 값들을 대입해서 구한 공기의 질량은 0.170g이다.

③ 이산화탄소 질량=B-A+C=(플라스크+유리판+이산화탄소)-(플라스크+유리판+공기)+공기=78.911-78.881+0.170=0.2g이다. 다른 값들은 위와 모두 동일하고, 온도만 16℃(=289K)가 되었으므로 그 값들을 모두 대입하여 구한 이산화탄소의 분자량은 33.879이다.

④ 기존의 정밀한 실험으로부터 구한 원자량을 통해 얻은 이산화탄소의 분자량은 44.01이다.③ 이론값과 실제 실험으로 계산해낸 분자량에 오차가 생긴 이유를 생각해보자. 실험에서 플라스크에 드라이아이스를 넣고 승화되어 이산화탄소기체가 공기를 밀어내고 플라스크를 모두 차지할 때까지 기다렸었다. 계산한 분자량이 실제보다 작은 값을 나타내는 것은, 이때 시간이 너무 많이 흘러서 이산화탄소기체도 일부가 빠져나가고 다시 공기가 채워졌거나, 드라이아이스가 모두 기화하지 않았기 때문일 것이라고 추정할 수 있다.

④

4. Reference

① http://147.46.41.146/~chemlab/exp/exp3.htm 참조

② HIGHTOP 화학Ⅱ, p427

③ Principles of Modern Chemistry, 5th Edition, Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, Saumders College Publishing, 속표지

④http://www.topianet.co.kr/open/%B0%ED%B1%B3%C8%AD%C7%D0/1/11/%C8%AD%C7%D0%B1%B3%B0%FA/chm414.htm 참조