이산화탄소의 분자량 보고서

소개글

"이산화탄소의 분자량 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. Introduction
2. Experimental Section
3. Discussion
4. References

본문내용

1) 실험 목표
드라이아이스를 사용해서 플라스크를 1기압의 이산화탄소 기체로 채우고, 이산화탄소의 질량과 플라스크의 부피로부터 이산화탄소의 분자량을 결정한다. 이때 이상 기체 상태 방정식을 변형하여 분자량을 구해보고, 또 실제 공기의 밀도와 비교하여 분자량을 구한 후 이 둘을 비교해보며 이상 기체 상태 방정식과 아보가드로의 원리를 학습한다.
또한 타이곤 튜브에 드라이아이스를 넣고 드라이아이스가 압력이 올라감에 따라 액화하는 현상을 관찰하며 이산화탄소의 상변화에 대해 탐구한다.

2) 배경이론
Avogadro 원리에 따르면 온도와 압력이 같은 조건에서 동일한 개수의 기체 분자들은 기체의 종류에 상관없이 같은 부피를 차지한다. 일반적으로 분자 1mol이 차지하는 부피인 몰부피를 사용하여 나타내고, 몰부피는 해당 기체가 차지하는 부피를 몰수로 나누어 구할 수 있다. 표준상태인 0℃, 1기압에서 모든 기체들의 몰부피는 이상 기체의 몰부피인 22.41L/mol에 가깝다. 이 원리를 이용하면 일반적인 공기의 밀도와 이산화탄소의 밀도를 비교하여 분자량을 구할 수 있다.
기체의 온도와 부피의 관계를 보이는 Boyle 법칙, 압력과 부피의 관계를 보이는 Charles 법칙, 몰수와 부피의 관계를 보이는 Avogadro 원리를 기체상수 R을 도입하여 종합하면 PV=nRT의 이상 기체 상태 방정식을 유도할 수 있다. 이때 사용되는 기체상수 R은 모든 기체에 대해 같은 값을 가지므로 ‘범용 상수’라고 부를 수 있다. 사용하는 단위에 따라 가변적이지만 일반적으로 로 표현할 수 있다. 이 법칙이 완벽하게 적용되는 가상의 기체를 ‘이상기체’라고 부르고, 실제 기체들은 압력이 0에 접근할수록 이상적인 상태에 근접한다.

참고 자료

Peter Atkins & Loretta Jones & Leroy Laverman, Chemical Principles, 7/ed., W.H.Freeman & Co., 2016, p. 159-162, p. 373-375
김희준, 일반화학실험, 자유아카데미, 2010, p. 21-32