전공기초실험2 / 기체상수의결정 결과보고서

소개글

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목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험 이론
1) 이상기체 법칙
2) 실제기체
3) 기체상수(R)
4) 부분 압력 법칙
5) 증기압
6) 촉매
7) 실험 원리
8) 시약

4. 실험 방법

5. 실험 결과

6. 고찰

7. 기호

본문내용

1. 실험 제목
: 기체상수의 결정

2. 실험 목적
: 이상기체 상태방정식 PV=nRT의 의미를 알아보기 위하여 산소기체를 발생시켜 기체상수 R의 값을 계산하여 본다.

3. 실험 이론
[1] 이상 기체 법칙
분자들 사이에 상호작용이 전혀 없는 기체를 이상기체라고 한다. 기체의 성질은 일찍부터 관찰되고 연구되어 결과적으로 일련의 실험 법칙이 발견되었다.
Boyle의 법칙은 일정 온도에서 일정량의 기체의 부피와 압력 사이의 관계가 V임을, Charles의 법칙에서 일정 압력에서 일정량의 기체의 부피와 온도 사이의 관계가 VT임을, Avogadro의 법칙에서 일정 압력과 온도 하에서 기체의 부피와 분자수의 관계가 V n임을 알 수 있다.
이 법칙들을 결합하면 pV = nRT 라고 쓸 수 있으며 여기서 R은 새로운 비례 상수로서 기체 상수라고 한다. Avogadro의 법칙에 의하면 이 기체 상수는 기체의 종류에 관계없이 일정해야 한다. 따라서 이 식은 모든 기체에 적용되며, 이상기체 법칙이라고 부른다.
이상기체 법칙은 어떠한 기체가 기체 분자들의 운동에너지가 상호작용 에너지를 무시할 수 있으며, 분자들이 운동하는 공간의 부피가 분자 크기를 무시할 수 있을 정도로 높은 온도와 낮은 압력의 조건 하에서 이상기체 법칙을 만족시킨다.

[2] 실제기체
실제 기체는 높은 압력과 낮은 온도에서 완전 기체 법칙을 따르지 않으며, 분자들 사이에 작용하는 상호 인력과 상호 반발력은 이상기체 법칙을 이탈하는 원인이 된다. 이상기체 법칙에 분자간 인력과 반발력을 반영시키면 실제 기체에 적용될 수 있는 상태식을 얻을 수 있으며 다음 식을 van der Waals 상태식이라고 한다.
(P+n^2 a/v^2 )(V-nb)=nRT

[3] 기체 상수(R)
앞서 Avogadro의 가설에 의하면 같은 온도, 같은 압력일 때 같은 부피인 기체는 기체의 종류와 상관없이 같은 수의 분자를 포함해야 한다고 했으므로..

<중 략>

참고 자료

안운선,물리화학,녹문당(2002), p.18~20 (완전 기체의 성질과상태식),p.21(실제기체), p.24(van der Waals 상태식)
Whitten∙Davis∙Peck∙Stanley, 일반화학 7판,사이플러스(2006), p.414(기체상수), p.419(Dalton의 부분압력법칙), p.456(증기압),p.594(촉매)
Wikipedia, “gas constant”, https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_constant, (2021.10.07)
Wikipedia, “KClO3“,https://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_chlorate, (2021.10.06)
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