[일반화학실험 A+] 몰질량 측정

1. Name
몰질량 측정

2. Purpose
쉽게 증발하는 액체를 기화시켜 발생하는 기체의 몰질량을 결정하고 이상기체상태 방정식을 이해한다.

3. Principle
• 원자나 분자는 매우 작은 입자이기 때문에 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 그래서 원자나 분자의 질량을 나타내기 위해서 상대적인 방법을 사용한다.
-> 질량수 12인 탄소의 원자 몰질량을 12라고 정의하고, 이 동위원소 12g에 들어있는 탄소 원자의 수를 아보가드로 수(6.022X10의23승)라고 하며, 아보가드로 수만큼의 원자 또는 분자를 1몰이라고 정의한다.
-> 분자의 몰질량도 1몰에 해당하는 분자의 질량을 탄소 원자 1몰의 질량과 비교하여 결정한다.
• 분자의 몰질량을 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 그 중에서도 가장 간단하게 몰질량을 측정하는 방법은 기체의 상태 방정식을 이용하는 것이다.
-> 대부분의 기체는 상온, 상압에서 이상기체 상태 방정식을 어느 정도 만족하기 때문에 기체의 부피, 온도, 압력과 함께 용기를 가득 채우는 데에 필요한 물질의 질량 W를 측정하면 이상기체 상태 방정식으로부터 몰질량 M을 계산할 수 있다.
• 이 실험에서는 액체를 가열해서 일정한 부피를 가진 플라스크의 내부를 기체로 채운 다음에 플라스크를 다시 냉각시켜 액체로 만든 다음에 질량을 측정하는 방법을 사용한다.
-> 정밀한 측정을 위해서는 피크노미터(pycnometer)라고 하는 특별하게 만든 작은 플라스크를 사용하지만 이 실험에서는 100mL 둥근 플라스크 또는 삼각 플라스크를 사용한다.
• 이상 기체 상태 방정식
1) 이상기체 : 무질서하게 운동하는 분자 혹은 원자로 이루어진 가상의 기체
-> 기체 분자 자체의 크기는 용기의 크기에 비교해 무시할 수 있을 정도로 작다.(혹은 부피가 0)
-> 기체 분자 사이에 작용하는 힘이 없다고 가정한 기체이다.