전기전도도 물리화학실험 레포트

목차

1. 실험목적

2. 이론
2-1. 전해질 용액의 전도도
2-2. 이온의 이동도

3. 실험기구 및 시약
(1) 실험 기구
(2) 시약

4. 실험방법

5. 실험 결과

6. 고찰

7. 참고자료

본문내용

1. 실험목적
이 실험의 주요 목적은 수용액의 전도도를 결정하는 과정을 알아보는데 있다. 각각 강전해질과 약전해질인 염화칼륨 , 염화나트륨과 아세트산 용액의 전도도를 넓은 농도 범위에서 측정하고 아세트산의 해리도와 이온화상수를 이 실험자료로부터 각 농도마다 계산한다.
2. 이론
2-1. 전해질 용액의 전도도
(a) 전도와 전도도
이온의 운동을 연구하는 데 이용되는 기본 실험은 그 용액의 전기 저항 R을 측정하는 것이다. 용액의 나타내는 저항 R의 역수를 그 용액의 전도 G라고 한다. 즉 G=1/R 이다. 저항을 옴(ohm) Ω로 나타내므로 전도는 Ω로 나타낸다. 옴의 역수를 거꾸로 읽어 mho라고 불러왔으나 이제는 지멘스(simens)라는 공식 명칭으로 부르게 되었으며, 1S=1Ω=1CVs이다. 한 물질의 전도는 그 길이 l에 따라 감소하고 단면적 A에 라 증가한다. 즉
(1)
비례상수 를 전도도라고 부른다. 전도를 지멘스로, 그리고 길이를 미터로 나타내면 의 SI단위는 Sm이 된다.
용액의 전도도는 그 속에 들어 있는 이온들의 수에 의존하며, 따라서 다음과 같이 정의되는 몰 전도도 을 일반적으로 사용한다.
(2)
여기서 는 가해 준 전해질의 몰농도이다. 실험적으로 밝혀진 바에 의하면 몰 전도도는 전해질의 농도에 다양하게 의존한다. 그 한 이유는 용액 속의 이온수가 전해질의 농도에 비례하지 않을 수 있다는 것이다. 예로서 약산의 용액에서는 이온의 농도가 산의 농도에 대단히 복잡한 방식으로 의존하며, 산의 농도를 배로 증가시켜도 이온수가 배로 늘지 않는다. 둘째 이유는 이온들이 상호간에 센 상호작용을 하기 때문에 용액의 전도도는 이온 수에 엄밀하게 비례하지 않는다는 것이다.
몰 전도도의 이러한 농도 의존 관계는 두 종류의 전해질이 있다는 것을 의미한다. 그 하나는 센 전해질이며, 그 몰 전도도가 몰농도에 극히 미미하게 의존한다. 또 하나의 종류는 약 전해질인데, 농도가 0에 가까울 때는 그 몰 전도도가 정상적이지만 농도가 0에서 벗어날 때는 몰 전도도가 급격하게 감소한다.

참고 자료

물리화학(8판) / Peter Atkins Julio de Paula / OXFORD 교보문고 / 2007 / p806~815
물리화학실험 / 강태종 외 21명 공편 / 청문각 / 1999 / p102~ 107
공업 물리화학 / 나춘기 외 4명 공편 / 동화기술교역 / 1999 / p294 ~ 301