기체상수의 결정

실험 2-1. 기체 상수의 결정

1. 목표

대부분의 기체가 온도가 충분히 높고, 압력이 충분히 낮은 상태에서는 이상기체 상태방정식(PV〓nRT)을 잘 만족시킨다는 사실을 이용하여 이산화탄소기체의 압력, 부피, 몰수와 온도를 측정하여 기체상수(R)을 결정한다.

2. 원리

(1) 강산과 탄산염의 반응

기체의 양과 온도, 부피, 압력 사이의 관계는 기체 상태 방정식으로 주어진다. 대부분의 기체는 온도가 충분히 높고 압력이 충분히 낮은 상태에서 이상기체 상태방정식(PV〓nRT)을 잘 만족한다. 위 식에서 R은 “기체상수”라고 하는 기본 상수이다. 이 실험에서는 K2CO3와 HCl을 반응시켜 이산화탄소 기체를 발생시키고 압력과 부피, 온도를 측정하여 기체상수를 결정한다.
탄산염과 강산인 염산이 만나면 이산화탄소를 발생시키는 반응이 일어나게 되는데 탄산염은 이 반응에서 발생한 이산화탄소 기체의 부피는 기체 발생 장치에서 밀려나간 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 그러나 이산화탄소 기체와 함께 수증기도 포함되어 있으므로 이산화탄소 기체의 압력을 정확하게 알아내기 위해서는 첨부되어 있는 온도별 물의 포화…(생략)

(2) 이상기체 상태방정식 (PV〓nRT)

(3) 결과 처리방법