기체상수의 결정

기체상수의 결정
5조
실험목적
기체상수는 기체의 상태를 표현하는데 필요한 기본상수 중 하나이다.
이 실험에서는
산소가 발생하는 화학반응을 이용하여,
화학반응 결과 생성된 산소의 부피를 측정하고, 계산과정을 거쳐서 기체상수를 결정한다
실험원리
기체의 양과 온도, 부피, 압력 사이의 관계는 기체 상태방정식으로 나타 낼 수 있다. 대부분의 기체는 온도가 충분히 높고, 압력이 충분히 낮은 상태에서 이상기체 상태방정식(PV=nRT) 를 잘 만족한다. 이상기체 상태방정식에서 R은 “기체 상수”라고 하는 기본 상수이다. 이 실험에서는 산소기체의 압력(P), 부피(V), 몰수(n) 와 온도(T)를 측정하여 기체 상수를 결정한다. KClO₃를 가열하면 산소 기체가 발생하고 KCl 고체가 남게 된다.
MnO₂는 검정색의 파우더형태로 KClO₃의 분해 반응에 촉매로 작용하여 산소 발생 속도를 증가시키는 역할을 한다. 이 반응에서 발생한 산소 기체의 부피는 기체 발생 장치에서 밀려나간 물의 부피로부터 계산할 수 있다. 그러나 삼각플라스크의 위쪽에는 산소기체와 함께 수증기도 포함되어 있으므로 산소 기체의 압력을 정확하게 알아내기 위해서는 부록의 표를 이용해서 수증기의 부분압력을 보정해주어야 한다.
★부분압력이란 무엇인가

기체 혼합물에서 각각의 기체는 팽창하여 용기 전체의 부피를 차지하고 있으며 각각의 압력을 용기 벽에 가하고 있다는 것이다. 이 각각의 압력을 기체의 분압 이라고 한다. 즉 혼합기체의 전체압력은 각 기체분압의 합과 같다는 것이다.
P(total) = Pa + Pb +…….
P(total) = Po₂+Ph₂o
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