어는점 내림에 의한 분자량 측정 레포트

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 시약 및 기구
4. 실험 이론
5. 주의사항
6. 실험방법
7. 실험결과
8. 고찰
9. 참고문헌

본문내용

실험 목적
: 용액의 총괄성은 증기압 내림, 끓는점 오름, 어는점 내림, 삼투압으로 나뉜다. 이 중 어는점 내림 현상을 사용하여 화합물의 분자량을 측정하는 법을 이해해 보고, 나프탈렌의 분자량을 구해보며 실제 분자량과 비교해 보는 시간을 가진다.

실험이론
: 용액의 총괄성은 용액 속에 존재하는 용질의 종류와는 관련 없이 용질 입자의 수에만 의존하는 성질을 뜻한다. 용액의 총괄성에는 증기압 내림, 삼투압, 끓는점 오름, 어는점 내림이 포함된다. 해당 실험에서는 어는점 내림이라는 성질을 사용하는데, 이는 용액의 어는점이 순수한 용매의 어는점보다 낮은 현상을 의미한다. 이러한 현상은 용액에 존재하는 용질의 양에 비례하여 선형적인 변화를 보이기 때문에 위 실험에서는 이를 이용해서 용질의 분자량을 측정할 것이다.
실제로 상도표를 통해 용액과 순수한 용매를 비교해 보면, 용액의 어는점이 순수한 용매보다 낮은 것을 확인할 수 있다. 어는점 내림이 일어날 수 있는 이유는 용질이 용매가 어는 것을 방해하기 때문이다. 순수한 용매만 존재할 때에는 아무런 방해를 받지 않고, 쉽게 얼 수 있었다. 하지만 용질이 존재하게 될 때에는 용질이 용매가 어는 것을 방해하기 때문에 어는 것이 어려워지고, 이에 따라 얼게 되는 온도(어는점)이 내려가게 되는 것이다.
어는점 내림을 계산할 때에는 몰랄 농도(m)와 몰랄 어는점 내림 상수(K_f)가 필요한데, 몰랄농도는 용매 1kg 속에 포함된 용질의 몰 수를 뜻하고, 몰랄 어는점 내림 상수는 용매에 따라 달라지는 상수이다. 몰랄 농도와 몰랄 어는점 내림 상수를 곱해서 어는점이 얼마나 감소하는지를 계산하고, 이를 통해 변화한 어는점을 구해낼 수 있다. 이를 공식으로 표현해 보면 다음과 같다. 이때 T_f^0은 순수한 용매의 어는점을 의미하고, T_f은 용액의 어는점을 의미한다.

참고 자료

동국대학교 화학과 화학실험실 편저. 일반화학실험. 녹문당, 2020. pp 135-138.
MSDS, NFPA(벤젠, 나프탈렌)”, 2021.10.31 방문, 삼전순약공업.
http://www.samchun.com/kr/sub/product/msds.asp