자연과학 올립니다 일반화학실험 올립니다 기체상수의 결정 레포트 IH

자연과학 올립니다 일반화학실험 올립니다 기체상수의 결정 레포트
 

실험제목
기체상수의 결정
실험목적
일정한 양의 산소를 발생시켜 기체 상수의 값을 결정한다.
실험도구
- 시약병 외 기구 장치, 시험관, 스탠드, 조임 클램프, 가열기(분젠 버너), 비이커1L, 온도계, 메스실린더, 약 수저, 저울, MnO2, KClO3, NaHCO3, 파라필름
실험원리

실험원리
실험원리

① 기체의 상태

- 기체의 양과 온도, 부피, 압력 사이의 관계는 기체 상태 방정식으로 주어진다. 대부분의 기체는 온도가 충분히 높고, 압력이 충분히 낮은 상태에서 이상기체 상태 방정식 (pV 〓 nRT)을 잘 만족한다. 이상기체 상태방정식에서 R은 `기체상수`라고하는 기본 상수이다. 이 실험에서는 산소 기체의 압력(p), 부피(V), 몰수(n)와 온도(T)를 측정하여 기체 상수를 결정한다.
MnO2 (Δ)
2 KClO3 (s) ――――→ 2 KCl (s) + 3 O2 (g)
MnO2는 KClO3의 분해 반응에 촉매로 작용하여 산소 발생 속도를 증가시키는 역할을 한다.
(Δ)
NaHCO3 (s) ――――→ NaOH (s) + 3 O2 (g)
이 반응에서 발생한 산소 기체의 부피는 기체 발생 장치에서 밀려나간 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 그러나 시약병의 위쪽에는 산소 기체와 함께 수증기도 포함되어 있으므로 산소 기체의 압력을 정확하게 알아내기 위해서는 수증기의 부분압력을 보정해주어야 한다.
② 완전기체 상태방정식

- 낮은 압력과 높은 온도에서 기체는 이상기체의 행동을 보인다.
PV 〓 nRT
R 〓 PV / nT MPV / wT (n 〓 w/M)
( M : 기체 시료의 분자량 w : 기체 시료의 질량 )

③ 몰분율과 부분압력

1) 몰분율
어떤 성분의 몰수(數)와 전체 성분의 몰수와의 비를 말한다. 제1성분의 몰수를n1, 제2성분의 몰수를 n2, 이하 제3, 제4, , 제m까지의 몰수를 n3,n4,,nm이라 하고, 그 합을 N몰이라 하면, 제1성분의 몰분율 x1은,
x1 〓 n1 / n1 + n2 + ... nn 〓 n1/N
또, 제 2성분의 몰분율은
x2 〓 n2 / n1 + n2 + ... nn 〓 n2/N
이하 마찬가지로 제 m 성분의 몰분율은
xm 〓 nm / n1 + n2 + ... nm 〓 nm/N

2) 부분압력
혼합기체 속에서 각 성분 기체가 나타내는 압력을 말한다. 이에 대하여 혼합기체 전체의 압력을 전체압력 또는 전압력이라고 한다. 혼합기체의 전체압력은 각 성분의 부분압력의 합과 같다. 이것을 돌턴의 부분압력의 법…(생략)
 

    
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