[자연과학] 화학 및 실험 - 기체 상수의 결정

화학 및 실험 - 기체 상수의 결정

1. 실험목적 : 반응에서 발생한 산소와 이산화탄소의 부피와 소모된 시료의 양을 이용하여 기체 상수(R) 값을 결정한다.

2.실험 이론

기체의 양과 온도, 압력, 부피 사이의 관계는 기체 상태방정식으로 주어진다. 대부분의 기체는 온도가 충분히 높고 압력이 충분히 낮은 상태에서 이상기체 상태방정식을 잘 만족한다.
이 실험에서는 산소 및 이산화탄소 기체의 압력, 부피, 몰수, 온도를 측정하여 기체상수를 결정한다. KClO3 를 가열하면 산소기체가 발생하고, KCl 고체가 남는다. 이때 MnO2 는 KClO3 의 분해반응에 촉매로 작용하여 산소기체의 발생 속도를 증가시킨다. 이 반응에서 발생한 산소기체의 부피는 기체 발생 장치에서 밀려나간 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 삼각플라스크의 위쪽의 산소기체와 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 그러나 삼각 플라스크의 위쪽에는 산소기체와 함께 수증기도 포함되어 있으므로 산소기체의 압력을 정확하게 알아내기 위해서는 부록의 표를 이용하여 수증기의 부분압력을 보정해야 한다.
NaHCO3 인 경우 CO2 기체가 발생한다.
2 KClO3 (s) …(생략)

1) 이상기체 : (분자간의 상호작용이 전혀 없고, 그 상태를 나타내는 양 사이에 보일-샤를의 법칙이 완전하게 적용될 수 있다고 가정한 기체이다. 현실의 기체는 고온, 저압일수록 이상기체에 가깝다.)

2) 이상기체 상태방정식 : PV〓nRT

3) 촉매의 역할 : 촉매의 역할은 전이상태의 자유에너지를 낮추어 전이 상태를 불안정하게 하는겁니다. 촉매란 반응물과 상호작용하여 자유에너지가 더 낮은 다른 전이 상태를 형성해야합니다. 또 촉매는 이런 상호작용에서도 바뀌지 않아야합니다. 일단 자유에너지 장벽을 넘고나면 전이 상태는 생성물을 내놓고 촉매가 다시 다른 반응물 분자와 상호 작용할수 있도록 촉매의 상태를 되돌려놓아야합니다.

4) 온도에 따른 물의 증기압 표

23.8