기체의 몰질량

소개

일반화학실험1 A+ 받은 보고서입니다.
계산 과정 들어있습니다.

목차

1. 실험 날짜
2. 실험 목적
3. 실험 원리
4. 시약 및 기구
5. 실험 방법
6. 결과.
7. 고찰
8. 참고문헌

본문내용

1) 이상기체
입자들의 정확한 움직임을 예측하는 것은 거의 불가능하다. 따라서 이론적, 수학적으로 이러한 기체들을 해석하기 위해서 기체를 이상화시키게 되었는데 이를 이상 기체라고 한다.
이상 기체는 무질서하게 운동하는 원자 혹은 분자로 이루어진 가상의 기체를 말한다. 분자 간 상호작용을 하지 않고, 일어날 수 있는 모든 충돌은 완전 탄성 충돌이라고 가정한다. 여기서 완전 탄성 충돌은 역학적 에너지가 계속 보존되고 있는 상태를 의미한다. 또한 분자 자체의 부피와 크기를 무시할 정도로 작으며, 물리학에서 기반으로 사용하는 뉴턴의 운동법칙을 이상 기체의 분자들이 따른다고 가정하고 분자의 운동은 무작위적이지만 직선방향으로 운동한다. 이상기체는 압력, 부피, 온도에 따른 기체의 움직임이 이상 기체 방정식에 의해 완벽하게 설명될 수 있다.

2) 이상 기체 방정식 (* 여기서 P는 압력, T는 온도, V는 부피, n은 몰 수, R은 기체 상수를 나타낸다.)
기체의 압력은 기체 법칙들에 영향을 받는다. 기체 법칙들을 요약하면 다음과 같다.
-아보가드로 법칙: 일정 온도와 압력에서 기체의 종류와는 상관없이 같은 부피 안에 기체의 분자 수는 동일하다. V ∝ n
-샤를의 법칙: 일정한 압력에서 정해진 양의 기체의 부피는 절대 온도에 정비례한다. 절대 온도는 켈빈 온도(K)인데 섭씨 온도에 273.15를 더하면 나오는 값이다. V∝T
-보일 법칙: 일정한 질량과 온도에서 정해진 양의 기체의 부피는 압력에 반비례한다. V∝1/P

위의 법칙들을 종합하여 하나의 식으로 나타낸 것이 이상 기체 방정식이다. 이상 기체 방정식은 다음과 같다.
PV= nRT
이상기체 방정식을 응용하기 전 기체 상수 R값을 알아야 한다. 0℃, 1atm 에서 많은 실제 기체들이 이상 기체처럼 움직인다. 이 조건하에서 얻어진 실험 결과 이상 기체 1mol은 22.414L를 차지한다. 0℃(273.15K), 1atm의 조건을 표준 온도와 압력이라 하며 간단하게 약자로 STP라고 한다. 이상 기체 방정식을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.
R= PV/nT = ((1atm)(22.414L))/(1mol)(273.15K) = 0.082057(L∙atm)/(K∙mol)= 0.08057L∙ atm/ K∙mol
*대부분 계산에서 R값은 반올림 하여 유효 숫자 3자리로 사용하고 STP에서 기체 1mol의 부피로 22.41L를 사용한다.

참고자료

· 사이언스올. 이상기체. 2022-05-10. https://www.scienceall.com/%EC%9D%B4%EC%83%81-%EA%B8%B0%EC%B2%B4eal-gasid/?term_slug=
· 이홍인. 2014년. 일반화학실험. 자유아카데미
· Raymond Chang. 2020. 레이먼드창의 일반화학 12 수정판. 사이플러스
· 화학물질종합정보시스템. 아세톤. 2022-05-10.
· https://icis.me.go.kr/chmCls/chmClsView.do?hlhsn_sn=4809
· MSDS. 아세톤. 2022-05-04. http://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdssearchMsds.do