(A+)일반화학실험I 물의 증발 엔탈피 측정 결과 보고서

목차

I. 실험 목적

II. 이론적 배경
A. 기체 상태(Gaseous State)
B. 증기압력 곡선(Vapor Pressure Curve)
C. 몰 당 깁스 자유에너지(Molar Gibbs Free Energy)
E. Clasius-Clapeyron 방정식

III. 실험 준비물 및 과정
A. 실험 준비물
B. 실험 과정

IV. 실험 결과
A. 기체의 높이 및 비커와 눈금 실린더 높이 차이
B. 기체의 압력 계산 (03.18 실험 당일 대구의 대기압 : 1021.1hPa)
C. 증기압력-온도 그래프 및 오차율 계산
D. 증발 엔탈피

V. 토의 및 결론
A. 증기압력에서의 오차 발생
B. 기타

VI. 참고 문헌

본문내용

I. 실험 목적
물의 온도 변화에 따른 수증기압의 변화를 실험적으로 측정하는 방법을 알아보고, 직접 실험을 통해 그 값을 알아본다. 나아가 Clasius-Clapeyron 방정식을 활용하여 각각의 온도에서 증발 엔탈피의 값도 계산하고자 한다. 마지막으로 이 실험에서 발생하는 오차의 원인을 분석하고 이를 보완하기위한 방법을 탐구해보고자 한다.

II. 이론적 배경
A. 기체 상태(Gaseous State)
물질의 네 가지 상태 중 하나로서, 기체는 고체나 액체보다 밀도가 낮고, 일정한 모양과 부피를 가지지 않고 용기 안에서 확산하여 용기 속을 균일하게 가득 채운다. 이는 고체, 액체 상태를 구성하는 입자들이 아주 가까이 위치한 데 비해, 기체 입자들 사이의 거리가 매우 크기 때문이다.

B. 증기압력 곡선(Vapor Pressure Curve)
증기압력 곡선은 액체의 증기압력과 온도의 관계를 표현한 곡선이다. 그래프 상에서 온도가 증가할 수록 증기압력은 증가하는 경향을 보임을 알 수 있다. 이는 액체의 온도가 높아질수록 높은 에너지를 가져 표면에서 증발하는 분자의 수가 많아지기 때문이라고 해석할 수 있다. 또한 액체는 대기압과 증기압력이 같을 때 끓음의 현상이 발생하게 되는데, 특히 증기압이 1기압일 때의 온도를 정상 끓는점이라고 한다. 그림에서 1기 압에 해당하는 가로선과 만나는 점들의 온도값을 읽으면 된다.

C. 몰 당 깁스 자유에너지(Molar Gibbs Free Energy)
몰 당 깁스 자유에너지는 말 그대로 1몰 당 물질의 깁스 에너지를 말한다. 이를 다른 말로 화학 퍼텐셜이라고도 하며 만약 이를 몰 당 깁스 자유에너지로 표기하고자 한다면   , 화학 퍼텐셜로 표기하고자 한다면 로 표기한다.

D. 상 도표(Phase Diagram)
상이란 화학적 조성은 물론 물리적 상태가 전체적으로 균일한 물질의 형태를 말한다. 이때, 온도와 압력에 따라서 이들 상의 변화를 나타낸 도표가 상 도표이다. 상 도표는 특정한 한 상이 가장 안정하게 존재할 수 있거나 다른 상들과 평형을 유지할 수 있는 온도와 압력을 나타낸다.

참고 자료

[네이버 지식백과] 기체, 화학백과 https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5662773&cid=62802&categoryId=62802
증기압력 곡선 – 사이언스 올 https://www.scienceall.com/%EC%A6%9D%EA%B8%B0-%EC%95%95%EB%A0%A5-%EA%B3%A1%EC%84%A0vapor-pressure-curve/
David W. Oxtoby, H. P. Gillis, Alan Campion, 옥스토비의 일반화학, 화학교재연구회, CENGAGE, 2014
Peter Atkins, Julio De Paula, James Keeler, 앳킨스 물리화학, 안운선, 교보문고, 2020