[물리화학실험] Conductance of Electrolytes 예비레포트

목차

Ⅰ. 실험목적

Ⅱ. 실험이론
1. 전도도와 분자의 운동연구
2. 강전해질과 약전해질
3. 증류수

Ⅲ. 실험방법
1. 실험 기구 및 시약
2. 실험과정
3. 결과분석

Ⅳ. 주의사항 및 실험 중 유의사항

Ⅴ. 참고문헌

본문내용

실험의 목적
-전해질 용액의 전도도를 이해한다.
-강전해질과 약전해질의 차이점을 이해한다.
-Kohlrausch’s law와 Ostwald’s dilution law를 이해한다.

실험 이론
A. 전도도와 분자의 운동 연구
1. 이온의 운동을 연구하는 목적은 분자의 운동을 잘 이해하기 위해서이다. 용액 속에서 이온이나 분자의 운동, 즉 전해질 용액 내에서의 전하의 움직임을 연구하면 그 개념을 전하가 없는 중성분자까지 확장할 수 있다. 이온의 운동을 연구하는데 지표가 되는 것은 용액의 전기 저항에 대한 값인데 특히 용액에서는 용액의 저항(R, resistance)의 역수인 용액의 전도(G, conductance)라는 지표를 이용한다.

B. 강전해질과 약전해질
1. 몰 전도도는 농도에 의존하기 때문에, 전해질은 크게 두 종류로 나뉜다. 약전해질은 농도가 0에 가까울 때는 몰 전도도가 다른 전해질과 비슷하지만 농도가 증가하면 몰 전도도는 감소한다. 강전해질의 경우 몰 전도도가 몰농도에 약하게 의존한다.

2. 강전해질
- 강전해질은 강산이나 이온결합 물질들처럼 용액 내에서 거의 완벽히 이온화되는 물질을 말한다. 즉, 강전해질의 용액 내의 이온수는 농도에 비례한다.

- Kohlrausch’s Law
강전해질에서는 Kohlrausch’s Law가 성립하는데 이는 강전해질의 묽은 용액의 몰 전도도는 농도의 제곱근에 linear한 형태를 띤다는 것을 보여준다.

Debye-Huckel theory의 세 가지 가정(모든 용질은 강전해질일 때 모두 해리된다 / 이온들은 구형이며 주변 전기장의 영향을 받지 않는다 / 용매는 용질에 다른 영향을 미치지 않는다)와 다르게 이온 분위기(ion atmosphere)로 인한 전기이동효과(electrophoretic effect)와 완화효과(relaxation effect) 에 의해 보정되는 K를 구하는 근사식이다. 이온 분위기(ion atmosphere)란 하나의 이온을 주변에 다른 charge를 띠는 이온이 분포하고 있는 상태를 이온 분위기를 말하는데, 이온에 따라 조성되는 이온 분위기는 각각 다르며 이온 세기에 역비례한다.

참고 자료

Physical chemistry, 8th ed., P. Atkins and J. de Paula. Oxford, 2006, pp. 761~764.
물리화학실험, 대한화학회, 청문각, pp 99~103
Solution Preparation and Conductivity Measurements: An Experiment for Introductory Chemistry, Z. Eslek and A. Tulpar, J. Chem. Educ., 2013, 90, 1665−1667
Experiments in physical chemistry 6th ed., Shoemaker David P., Garland Carl W., Nibler Joseph W., New York : McGraw-Hill, 1996