◼실험 목적
순수한 고체 시료의 녹는점을 결정하고 혼합물 및 미지시료의 녹는점을 측정 한 후 이 둘을 비교함으로써 물질의 녹는 현상을 이해한다.
◼실험 원리
1.순수한 물질과 혼합물
순수한 물질은 물리적인 방법에 의해 더이상 분리될 수 없는 고유한 성질을 가지는 한 가지의 물질로만 구성된 물질이다.
반면에, 혼합물은 두 종류 이상의 물질이 화학적 반응을 일으키지 않고 물리적으로 단순히 섞여 있는 물질을 말한다.
2.녹는점
외부 압력 1기압(1 atm)에서 물질이 고체에서 액체로 상태 변화가 일어날 때 의 온도이다. 순수한 물질은 일정한 온도 구간에서 녹는점을 가지며 물질의 양 과 상관이 없고 물질의 종류와 상관있기 때문에 물질의 고유한 특성이다.
1과 2의 결과를 통해서 순수한 고체 시료의 녹는점과 혼합물의 녹는점을 결 정하여 그 둘의 차이를 비교할 수 있다.
◼실험 도구,재료
바이페닐(비페닐)(biphenyl), 브로모클로로 벤젠(bromochlorobenzene) 모세관, 온도계, 시험관, 실리콘 마개, 고무줄, 마그네틱 바(egg bar),실리콘 오일
◼실험 과정
①순수한 물질의 녹는점 측정(biphenyl 측정) 과정
②혼합 물질의 녹는점 측정 과정
◼결과
①순수한 물질의 녹는점 측정(biphenyl 측정)
순수한 물질(biphenyl)은 핫 플레이트를 가열하고 나서 28분후에 67°C 에서 액화가 시작 되었고, 약 30분 경이 지난 후 69°C 에서 완전히 녹았다. 이를 통해 순수한 물질(biphenyl)의 녹는점은 69°C 임을 알아낼 수 있었다.
순수한 물질(biphenyl)의 녹는점 이론값은 69.2°C 이다.
②혼합 물질의 녹는점 측정
혼합한 물질(biphenyl-parabromochlorobenzene)은 핫 플레이트를 가열하고 나서 12분후에 36°C 에서 액화가 시작 되었고, 약 16분 경이 지난 후 41°C 에 서 완전히 녹았다. 이를 통해 혼합한 물질 (biphenyl-parabromochlorobenzene)의 녹는점은 41°C 임을 알아낼 수 있었다.
혼합한 물질(biphenyl-parabromochlorobenzene)의 녹는점 이론값은 42°C 이다.
◼실험값과 문헌값과의 오차율
순수한 물질(biphenyl)의 녹는점 오차율
69.2 - 69 / 69.2 X100(%) = 0.29%
혼합한 물질(biphenyl-parabromochlorobenzene)의 녹는점 오차율 42 - 41 / 42 X100(%) = 2.38%
◼고찰
①오차원인 분석
핫플레이트를 통해서 물질을 가열할 때 물질의 녹는점을 정확하게 측정하기위해서는 핫플레이트의 가열 온도가 물질 자체의 온도와 차이가 거의 없는 상태로 정확히 일정한 차이를 가지며 온도가 높아져야한다. 이론적으로는 가능하지만 실제 상황에서는 모든 변인 이 통제 되지 않기 때문에 오차가 생긴것이다.
②순수한 물질보다 혼합한 물질의 녹는점이 낮은 이유
물질은 원자의 배열 구조와 구조에 른따 힘의 차이에 따라 성질이 달라진다. 인력이 이것의 예시인데, 분자 사이의 인력이 크면 녹는 점은 높아지고 분자사이의 인력이 작으면 녹는점은 낮아진다. 기본적으로 물질마다 분자 사이의 인력이 다른데, 혼합 물질의 경우 순수한 물질보다 분자 사이의 인력이 약하기 때문에 녹는점 또한 낮아진다.
③마그네틱 바(egg bar)
에그바는 액체 실험을 할 때 교반을 도와준다. 이 실험에서는 시험 관안에있는물질들의녹는점을측정할때 실리콘오일을교반하 는 목적으로 에그바를 사용하였다.
◼기타
참고 문헌 : 공학화학실험, 줌달의 일반 화학, 옥스토비 일반화학
