[화학공학실험]액체의 표면장력 측정

소개글

액체의 표면장력 측정에 대한 실험 보고서 입니다 (A+)
참고하셔서 좋은 성적 거두시길 바랍니다.
(사진첨부 및 그래프 다수 기입)

목차

목적
이론
실험장치,
실험 방법
결과 및 분석
결론
사용기호
참고문헌

본문내용

[1] 목 적

모세관 상승법에 의하여 액체의 표면장력을 측정하는 원리를 이해하고 물-에탄올 혼합용액에 대한 표면장력을 측정한다.

[2] 이 론
(1) 표면 장력
표면 장력이란 표면에서 그 표면적이 작아지도록 작용하는 힘이다. 물방울·비누방울의 입자가 둥근 것은 이 현상 때문이다. 일반적으로 표면장력은 주어진 액체 내부 입자 사이에 작용하는 인력과 그 액체가 접한 기체·고체·액체에 의존한다. 특히 기체·액체, 기체·고체의 경계면을 표면이라 하며, 따라서 표면장력은 2상 사이의 경계면에 생기는 면적을 축소하도록 작용하는 힘, 즉 계면장력(界面張力)의 일종이다. 표면장력이 생기는 것은 표면에서의 액체분자 분포와 배향(配向)이 상의 내부와 다르기 때문이다. 액체내 분자는 그 주위에 존재하는 분자로부터 인력을 받고 있는데, 표면의 분자는 그 주위 분자수가 내부 분자에 비해 절반이고, 받는 인력도 절반이 된다. 이 사실은 표면 분자가 내부 분자에 비하여 여분의 에너지를 가졌음을 의미한다. 이같이 표면 분자상태가 표면장력을 결정하고 있다. 면도날이 떠 있는 것은 이 표면장력 때문이다. 표면장력은 단위면적당 에너지(dyn/㎝=10N/m)로 나타낼 수 있으며, 물의 표면장력은 20℃에서 72.75dyn/㎝이다. 만일 액체의 표면을 넓히려면, 이 장력에 저항하여 작용해야만 한다. 액체의 단위면적 표면을 만드는 데 필요한 작용도 표면장력과 같다. 대부분 액체의 표면장력은 상온 언저리에서 온도에 대하여 직선적으로 약해진다. 액체의 온도가 상승하면 분자의 열운동이 활발해져 분자간 거리가 증대하고, 이 때문에 분자 간 인력이 작아져 표면장력이 약해진다. 임계(臨界)온도가 되면 표면장력은 0이 된다. 수은의 표면장력은 매우 크고, 또 물의 표면장력도 다른 유기용매에 비해 큰 것을 알 수 있다. 물에 계면활성제(界面活性劑)를 더하면, 아주 적은 양이라도 표면장력이 급격히 감소한다. 이것은 용액의 표면자유에너지가 감소하도록 활성제가 용액 표면으로 이동하여 표면의 농도가 내부에 비해 커지기 때문이다. 표면장력 측정법에는 정적(靜的)·동적(動的) 조건에서 측정하는 2가지 방법이 있다. 정적 측정의 대표적 방법으로는 모세관법·적중법(滴重法)·포압법(泡壓法)·윤환법(輪環法) 등이 있다. 이 가운데 액체에 젖을 만한 모세관을 액체 속에 담가 모세관 속을 상승한 액체의 높이가 표면장력과 비례하는 것을 이용하는 모세관법이 가장 간단하다.

참고 자료

없음