이산화탄소의 분자량 측정

이산화탄소의 분자량

1. Abstract

이번 실험에서는 이산화탄소의 분자량에 대해 좀 더 구체적으로 알아보도록 하였다. 이산화탄소(CO2)는 1기압에서 승화하는 성질을 가지고 있다. 이것은 이산화탄소의 삼중점이 1기압보다 높은 압력에 위치하기 때문이다. 이 실험에서는 간단하게 이산화탄소의 압력을 증가시켜 평소에 보기 힘든 액체 상태의 이산화탄소를 관찰하고, 이상기체 상태방정식을 이용하여 이산화탄소의 분자량을 알아내어 이미 이론적으로 알고 있는 값과 비교해보았다. 분자는 원자로 이루어져 있으므로 분자의 상대적 질량은 분자를 구성하고 있는 원자들의 원자량의 합으로 구할 수 있다. 그 값이 바로 분자량이다. 예를 들어 이산화탄소 (CO2)의 분자량을 계산해 보면 다음과 같다.
이산화탄소의 분자량 〓 탄소의 원자량 + (산소의 원자량 × 2) 〓 12.01 + (16.00×2) 〓 44.01.
일반적으로 일정한 압력과 온도에 따라 기체와 액체, 그리고 고체로 존재하는 것을 알고 있다. 이 세 상태의 삼중점에 대해 우리는 더욱 깊이 알아볼 필요가 있다. 이산화탄소의 경우, O2는 실온에서 기체로 존재하며, 1기압 하에서 승화하는 성질을 지녔다. 이것은 CO2의 삼중점에서의 압력이 5.4 atm으로 1기압보다 높기 때문이다. 삼중점까지 압력을 높여주면 액체 상태의 CO2를 관찰할 수 있고, 그 이상의 압력에서는 고체-액체-기체로 변하는 상 변화를 관찰할 수 있다. 이에 따라 적용하는 식이 있다. 이를 이상 기체 방정식이라 불리는데 이는 이렇게 표현한다.
여기서 (P: 압력, V: 부피, n: 몰수, T: 절대온도, R: Universal gas constant〓 0.08206 L atm / mol K, w: CO2의 무게 M: 공기의 평균 분자량)

2. Data and Result

Data 1 : 플라스크+유리판의 무게(A+B)…

3. Discussion