실험. 어는점 내림에 의한 분자량 측정
실 험 목 적
① 어는점 내림 현상을 이해하고 이를 이용하여 용질의 분자량을 결정한다.
② Raoult의 법칙, 총괄성의 개념을 이해한다.
원리 및 이해
(1) Raoult의 법칙
Raoult은 비휘발성 용질이 녹아있는 몇 가지 용액에서 용매 몰분율에 대한 용매 증기압을 도시하면 거의 직선에 가깝다는 것을 실험을 통해 발견하였다. 즉, 용액의 증기압은 용매의 몰분율에 직접적으로 비례한다는 법칙으로 총괄성의 근거가 되었다.
P(용액) = X(용매) × P(용매)
Raoult 의 법칙을 만족시키는 용액에서는 용액의 증기압(P용액)대 용매의 몰분율(X용매)이 그리는 그래프가 직선을 나타낸다.
(2) 어는점 내림 (freezing-point depression)
용액으로부터 결정화되는 첫 번째 고체가 순수한 용매인 경우만 고려한다. 즉, 용매만이 결정화 되고 용질은 계속 용매 속에 해리된 상태로 남게 된다. 그러므로 냉각이 점점 더 진행됨에 따라 용액의 농도는 점점 더 진해지게 된다.
순수한 고체 용매는 평형에서 온도에 따라 결정되는 어떤 증기압의 용매와 공존한다. 만일 고체 용매와 용액 중의 용매가 공존하는 상태라면, 이들은 같은 증기압을 가질 것이다. 이것은 순수한 고체 용매의 증기압 곡선이 용액의 곡선과 만나는 점의 온도임을 의미하며 이 점의 온도가 용액의 어는점이 된다.
곡선은 순수한 액체 용매의 증기압 곡선이며, 곡선은 순수한 고체 용매의 증기압 곡선이다. 라 붙여진 점선 곡선은 몰분율로 용질이 만큼 함유된 용액의 증기압 곡선이다. 온도 와 는 순수한 용매의 어는점과 끓는점이고, 와 는 용액에서의 어는점과 끓는점이다. 용액의 증기 압력이 용매보다 낮아지므로, 는 음의 값을, 는 양의 값을 가지게 된다.
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2016.05.13
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