물리화학실험 - 어는점 내림법에 의한 분자량 측정

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물리화학실험 - 어는점 내림법에 의한 분자량 측정
실험 제목
어는점 내림법에 의한 분자량 측정

실험 목적
이 실험의 목적은 어는점 내림법에 의하여 용질의 분자량을 측정하는 방법을 배우는 데 있다.

실험 이론
★ 물리화학 실험 내용 ★1)
용질을 가했을 때 용매의 어는점은 다음 식을 따라서 정상 어는점보다 내려감을 알 수 있다.

여기서 Tf는 어는점 내림, m은 용질의 몰랄농도, Hf는 용매의 몰녹음열, M1은 용매의 분자량, R은 joule/moleK 단위의 기체상수, T0은 순수한 용매의 어는점이다. 이 식은 용액이 이상적이고 온도 변화가 작은 경우에만 적용된다.

식 (1)의 괄호 안에 있는 양들은 모두 용매에만 관계되며 또 온도와 무관하므로, 식 (1)은 다음과 같이 고쳐 쓸 수 있다.
Tf = Kfm
여기서 Kf를 몰랄 어는점 내림 상수라고 한다.

실험실에서 꼭 용매 1000g을 사용하기는 불편하므로 식 (2)를 다음과 같이 고쳐 쓴다.

이 식에서 w1은 용매의 무게, w2는 용질의 무게, M2는 용질의 분자량이다. M2에 대해서는

이 되며, 이것이 어는점 내림법에 의해 분자량을 결정할 때 사용할 식이다. 이 식을 쓰려면 용매 w1 그램에 용질 w2그램을 가했을 때 생기는 어는점 내림을 실험적으로 측정한다. 이 자료와 어는점 내림 상수를 식 (4)에 대입하여 분자량을 구한다.

▶ 용매에 대한 몰랄 어는점 내림 상수 및 순수한 용매의 어는점

용매
어는점, ℃
Kf
물
0.00
1.86
벤젠
5.50
5.12
아세트산
16.7
3.90
장뇌
178.0
37.7

a)번의 그래프는 순수 벤젠의 어는점 곡선이다.
b)번의 그래프는 벤젠+나프탈렌의 어는점 곡선 그래프이다.
a)번의 그래프를 보면 과냉각 상태로 흘러가면서 나중엔 다시 어는점으로 돌아와
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