고체와 액체의 평형상평형 그림

1. 목적 순수한 나프탈렌 및 3개의 조성이 다른 나프탈렌-디페닐아민 혼합물의 냉각 곡선을 구하여 상평형 그림에서 4개의 조성에 대한 데이터를 얻는다. 조성이 다른 여러 종류(다른 실험조가 한 결과)의 실험 결과와 종합하여 나프탈렌-디페닐아민계의 상평형 그림을 그려서 상평형 그림 및 냉각 곡선의 성질을 이해한다. 2. 이론 순수한 물질의 어는 점(freezing point)은 그 물질의 특이한 물리적 성질이다. 어는 점은 냉각 곡선으로부터 얻어지는데, 냉각 곡선(cooling curve)이란 액체 상태의 물질을 일정한 속도로 식히면서 시간에 따른 온도의 변화를 그린 도표이다. <그림 1>에서 순수한 물질의 전형적인 냉각 곡선을 보여준다. T℃시간온도<그림 1> <그림 1>에서 온도 T℃ 에서는 얼마동안 시간에 따라 온도 변화가 없이 일정하다는 것을 주의 깊게 관찰하여라. 순수한 물질의 어는 점에서는 고체와 액체가 서로 평형 상태에 있기 때문에 남아 있는 액체가 고체로 전부 변할 때까지는 온도 변화가 없다. 한 종류의 순수 물질이 아니고 2 개의 순수 물질을 섞어 용액을 만들 경우 이 용액을 2성분상(binary phase)이라고 한다. 이러한 혼합 용액을 냉각시키면 그 때 각 성분의 어는 점은 본래 순수한 물질의 어는 점보다 낮아진다. 이러한 현상을 빙점 강하(freezing point depression) 현상이라 한다. 온도T℃T‘℃<그림 2>시간 <그림 2>에 2성분계의 냉각 곡선을 나타내었다. T℃에서 온도가 시간에 따라 일정하지 않고 (<그림 1>참조) 계속 천천히 떨어지는 것을 볼 수 있다. 이것은 T℃에서 혼합 액체의 조성이 변하기 때문이다. 그림에서 T′℃에서는 두 성분 모두가 어는점이 된다.