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Intro ......

 

그 상태를 나타내는 양 사이에 보일-샤를의 법칙이 완전하게 적용될 수 있다고 가정한 기체이다. V는 아보가드로의 법칙에 의해 등온등압 하에서 그 종류에 관계없이 항상 일정한 값(0℃, 부피를 V, 분자에 작용하는 힘은 무시해도 좋다.2 26. 그러나 삼각 플라스크의 위쪽에는 산소기체와 함께 수증기도 포함되어 있으므로 산소기체의 압력을 정확하게 알아내기 위해서는 부록의 표를 이용하여 수증기의 부분압력을 보정해야 한다.5 60 . ③ 분자의 총수는 크다.5 18. ① 기체는 분자라는 입자들로 구성되어 있다.3 30. 이때 MnO2 는 KClO3 의 분해반응에 촉매로 작용하여 산소기체의 발생 속도를 증가시킨다.0 31. ` 조사할 내용` 1) 이상기체 : (분자간의 상호작용이 전혀 없고, 뉴턴의 운동법칙을 따른다. KClO3 를 가열하면 산소기체가 발생하고,④ 분자 자체만의 총부피는 기체 전체가 차지하는 부피 중에서 무시할 수 있을 만큼 작은 부분이다. 촉매란 반응물과 상호작용하여 자유에너지가 더 낮은 다른 전이 상태를 형성해야합니다 ......

 

 

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[자연과학] 화학 및 실험 - 기체 상수의 결정

 

화학 및 실험 - 기체 상수의 결정

 

1. 실험목적 : 반응에서 발생한 산소와 이산화탄소의 부피와 소모된 시료의 양을 이용하여 기체 상수(R) 값을 결정한다.

 

2.실험 이론

기체의 양과 온도, 압력, 부피 사이의 관계는 기체 상태방정식으로 주어진다. 대부분의 기체는 온도가 충분히 높고 압력이 충분히 낮은 상태에서 이상기체 상태방정식을 잘 만족한다.

이 실험에서는 산소 및 이산화탄소 기체의 압력, 부피, 몰수, 온도를 측정하여 기체상수를 결정한다. KClO3 를 가열하면 산소기체가 발생하고, KCl 고체가 남는다. 이때 MnO2 는 KClO3 의 분해반응에 촉매로 작용하여 산소기체의 발생 속도를 증가시킨다. 이 반응에서 발생한 산소기체의 부피는 기체 발생 장치에서 밀려나간 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 삼각플라스크의 위쪽의 산소기체와 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 그러나 삼각 플라스크의 위쪽에는 산소기체와 함께 수증기도 포함되어 있으므로 산소기체의 압력을 정확하게 알아내기 위해서는 부록의 표를 이용하여 수증기의 부분압력을 보정해야 한다.

NaHCO3 인 경우 CO2 기체가 발생한다.

 

2 KClO3 (s) → 2KCl (s) + 3O2 (g)

NaHCO3 (s) → NaOH (s) + CO2 (g)

 

기체상수

이상기체 1몰의 상태방정식은 압력을 P, 부피를 V, 절대온도를 T라 할 때 PV〓RT로 표시된다. V는 아보가드로의 법칙에 의해 등온등압 하에서 그 종류에 관계없이 항상 일정한 값(0℃, 1atm에서는 22.4L)을 가지는데 비례상수는 기체의 종류에 관계없는 상수로, 이것이 기체상수이다.

이상기체 1 mol을 취하면 R의 값은 R〓PV/nT 에 의해

R 〓 (22.414 L) (1atm)/ (1mol)( 273K ) 〓 약 0.082 L atm/mol K 이다.

 

` 조사할 내용`

1) 이상기체 : (분자간의 상호작용이 전혀 없고, 그 상태를 나타내는 양 사이에 보일-샤를의 법칙이 완전하게 적용될 수 있다고 가정한 기체이다. 현실의 기체는 고온, 저압일수록 이상기체에 가깝다.)

완전기체라고도 한다. 분자간의 상호작용이 전혀 없고, 그 상태를 나타내는 양인 온도압력부피 사이에 보일-샤를의 법칙이 완전하게 적용될 수 있다고 가정된 기체를 말한다.

그 기본적인 가정은 다음과 같다. ① 기체는 분자라는 입자들로 구성되어 있다. ② 분자는 무작위적인 운동을 하며, 뉴턴의 운동법칙을 따른다. ③ 분자의 총수는 크다. ④ 분자 자체만의 총부피는 기체 전체가 차지하는 부피 중에서 무시할 수 있을 만큼 작은 부분이다. ⑤ 충돌하는 시간을 제외하면, 분자에 작용하는 힘은 무시해도 좋다.⑥ 충돌은 탄성충돌이며, 충돌중 시간은 무시할 수 있다.

이 가정을 설정하면 상태의 변화를 기술하는 것이 간단하게 되므로 열역학에서는 이러한 가상기체를 대상으로 이상적인 고찰을 하는 경우가 많다. 현실적으로 존재하는 기체는 다소나마 분자 사이에서 상호작용을 하므로 이 조건에 해당하지 않지만 고온저압 상태에서는 이상기체에 가깝다고 간주할 수 있다.

 

2) 이상기체 상태방정식 : PV〓nRT

 

3) 촉매의 역할 : 촉매의 역할은 전이상태의 자유에너지를 낮추어 전이 상태를 불안정하게 하는겁니다. 촉매란 반응물과 상호작용하여 자유에너지가 더 낮은 다른 전이 상태를 형성해야합니다. 또 촉매는 이런 상호작용에서도 바뀌지 않아야합니다. 일단 자유에너지 장벽을 넘고나면 전이 상태는 생성물을 내놓고 촉매가 다시 다른 반응물 분자와 상호 작용할수 있도록 촉매의 상태를 되돌려놓아야합니다.

 

4) 온도에 따른 물의 증기압 표

 

온도℃

압력㎜Hg

온도℃

압력㎜Hg

0

10

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

40

50

4.6

9.2

17.5

18.7

19.8

21.1

22.4

23.8

25.2

26.7

28.3

30.0

31.8

55.3

92.5

60

 

 

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