본문/내용
화학 2 및 실험 예비 보고서
실험 제목: 물의 증기압과 증발열
날짜: 2021.09.27
실험 목적: 액체의 분자가 표면을 이탈하는 증발은 물질의 상 변화의 한 과정이다. 이번 실험에서는 물의 증발에 의하여 나타나는 증기압(Pvap)을 측정하고, Clausius-Clapeyron 식을 사용하여 증발열(Hvap)을 구한다.
시약 및 실험 기구
시약
시약명
화학식
물질량(g/mol)
녹는점(℃)
끓는점(℃)
밀도(g/
물
H2O
18.02
0
100
1.0
실험 기구: 1L 비커, 10mL 눈금 실린더, 가열 교반기, 온도계, 자석 젓개, 스탠드, 집게 클램프
이론
상 변화(phase transition)
물질의 상태가 온도, 압력 등에 따라 물질의 고체, 액체, 기체 간의 상태 변화를 말한다.
[그림 1] 상 평형 그림
물의 상 변화
물이 온도, 압력 등에 따라 얼음과 같은 고체, 비와 같은 액체, 수증기와 같은 기체의 상태로 존재한다. 물 분자간의 거리가 멀면 열을 흡수하고 가까우면 열을 방출한다.
증기압력 곡선이란 수증기와 물이 평형을 이루는 곡선이다. 융해(용융) 곡선은 물과 얼음이 평형을 이루는 곡선이다. 기울기가 음의 값이기 때문에 외부 압력이 커질수록 어는점이 낮아진다. 승화 곡선은 얼음과 수증기가 평형을 이루는 곡선이다. 삼중점은 세 곡선이 만나는 지점인데, 삼중점의 온도와 압력에서는 고체, 액체, 기체의 상태가 모두 존재한다.
증기압
증기압은 일정 온도, 일정 압력에서 증기가 고체 또는 액체와 동적 평형 상태에 있을 때 증기의 압력을 말한다. 실온에서 증기압이 매우 높은 액체 상태의 물질을 휘발성 물질이라고 표현한다.
증기압은 물질에 가해지는 압력이 아니라 온도에 의해서만 변한다. 같은 물질의 경우, 온도가 높아질수록 분자의 평균 운동에너지가 커지게 되어 분자 간 인력을 쉽게 극복하므로 증발하기는 쉽고, 응축하기는 어려워져 증기압이 커진다.
동적 평형 상태: 화학반응계에서…
동적…