기체 방정식을 통한 아세톤의 분자량 측정 보고서

아세톤의 분자량 측정을 이상 기체 방정식을 통해 측정한 보고서입니다

아세톤의 분자량 측정 표

 

	실험 1
삼각플라스크의 무게 + 알루미늄 금속박의 무게 (g)	50.001g
끓는점 (℃)	64℃
가열 후 플라스크 + 알루미늄 금속박의 무게 + 아세톤의 무게 (g)	51.876g
플라스크의 부피 (mL)	126mL
압력 (atm)	약 7.080atm
아세톤의 분자량 (g/mol)	약 50.499g/mol

 

계산식 : 

보일의 법칙(온도가 일정할 때 일정한 양의 기체의 부피는 압력에 반비례) 

PV=일정

샤를의 법칙(압력이 일정할 때 일정한 양의 기체의 부피는 온도에 비례)

V=상수*T

아보가드로의 법칙(일정한 온도와 일정 압력에서 어느 기체 시료의 부피는 그 시료 속의 분자의 몰 수 n에 비례)

V=상수*n를 통해 이상 기체 방정식을 통해 구한다

PV=nRT

(P=기체의 압력(atm), V=기체의 부피(L), n=기체의 몰수(mol), R=기체상수(0.082atm*L/mol*K), T=절대온도(K))

PV=nRT에서 n=w/M (w=기체의 질량(g), M=기체의 분자량(g/mol))로 이 식을 통해 대입을 하면 압력의 값을 구할 수 있다

P는 미지의 값이며, V=0.126L, n=1.875/58.08 (아세톤의 무게/아세톤의 분자량), R=0.082atm*L/mol*K(기체 상수), T=337K(273+64)

따라서 방정식으로 P값을 구할 수 있다

P*0.126=(1.875/58.08)*0.082*337

P= 약 7.080atm

이에 따른 분자량을 구해보자면, 실험실 온도 20℃ 때, PV=nRT에서 n=w/M이므로 통해 M=wRT/PV로 구할 수 있다

M=(1.875*0.082*293)/(7.080*0.126)

M= 약 50.499g/mol

여기서 분자량의 실험값과 이론값이 틀린 이유를 생각해보자면

첫째, 삼각플라스크의 입구를 막은 알루미늄 금속박에서 구멍을 뚫었을 때, 소량의 아세톤 값이 대기로 빠져나온 값

둘째, 측정값의 오류로 끓는점을 측정할 때, 기체가 빠져나오는 것을 정확하게 인지하지 못했을 가능성을 통한 오류

셋째, 끓는점 측정값인 64℃의 오류를 통한 이론값 56.5℃의 차이점과 실험실 온도 20℃가 정확한 값이 아닐 가능성

넷째, R, 기체 상수의 값은 기체 1몰일 때, 0℃, 1기압, 22.4L를 차지할때의 값인 0.082atm*L/mol*K 값으로한 이유

다섯째, 끓는점을 측정하고, 삼각플라스크 내부에 남아있던 액체상의 아세톤을 통한 무게의 오류정도 생각할 수 있다

따라서 이상 기체 방정식은 이상적인 기체를 통해 구한 값이므로, 실험값과 다를 수 있다