[물리화학실험] 어는점 그림

소개글

이성분계에 대한 온도-조성 그림을 만드는 과정과, 합금계와 유기화합물계에 공부한다. 얻어진 그림으로 상법칙을 공부하고 이성분응축계에 적용한다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험원리
4. 실험에 필요한 약품과 일반기구 및 기계기구
5. 실험방법
6. 실험 결과 및 고찰
7. 실험 보고서에 인용된 기호
8. 참고문헌
9. 비고

본문내용

유기화합물계는 고체용액이나 화합물을 만들지 않는다. 합금계는 화합물은 만들지 않고, 고체용액을 약간 만들기는 하지만 극한고체의 조성은 거의 순수한 성분의 조성과 같다. 여기에 모두 두 번째 성분을 넣어 주면 첫 번째 성분의 어는점이 내려가서 두 곡선이 얻어지는데 이 곡선의 교차점을 함께 녹는점이라 한다.
상의 법칙(Willard Gibbs): P + F = C + 2
F는 온도와 압력만이 농도 이외의 변수이고 C개의 성분과 P개의 상이 있는 계에서 독립적인 물리적 변수의 수로서 자유도라고 부른다. 압력은 일정하고(1기압), 계는 응축상으로 생각한다.
P + F = C + 1 = 3
세 상이 공존하면 온도는 일정하고 두 상이 공존하면 자유도는 하나가 된다. 이 자유도는 온도 혹은 조성으로 택할 수 있다.
열분석법은 적당수의 두 성분 혼합물의 냉각곡선을 얻는 과정이다. 냉각-곡선 실험자료는 조성이 알려진 용융물을 식히면서 온도를 규칙적인 간격으로 얻는다. 순수한 물질의 냉각곡선은 고체가 생기기 시작하면 고체와 액체 두 상이 존재하고 상의 법칙을 응축 일성분계에 적용하면 자유도는 없다. 따라서 액체 전부가 고체로 완전히 될 때까지 온도는 일정하게 남아 있다. 온도가 떨어지면 주위 온도가 낮게 된다. 고체와 액체의 비열이 다르기 때문에 액체상과 고체상에서의 냉각곡선의 기울기는 다르다.

참고 자료

① handbook of chemistry and physics 6.7 edition, Robert C.
② http://nspc.chungnam.ac.kr/lab/phy/
③「두산세계대백과사전」