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(1)

고체의 용해도

제 8주차

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 최종목표

온도 변화에 따른 옥살산의 용해도 변화를 측정하여 포화용액에서의 미분용해열 계산

 세부목표

1. 적정을 이용한 용해도 결정방법 익힘 2. Van’t Hoff Equation

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

용해

용질과 용매가 균일하게 섞이는 현상 

용해도

• 용매 100g에 대해 녹을 수 있는 최대 용질의 양 • 기체의 경우를 제외하고는 압력의 용해도에 대한 영향은 거의 없음 온도에 따른 용해도의 차이는 크게 나타남- 용해도를 나타내는 경우 온도 표시

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 포화(saturated) 상태

용매가 용해시킬 수 있는 최대 양의 용질이 녹아 있는 상태

 과포화(supersaturated) 상태

포화 상태를 넘어서는 양의 용질이 용해되어있는 경우. 이 상태는 불안정한 상태로 물리적인 충격, 온도의 하강, 혹은 단순히 시간이 지남에 따라 안정한 포화 용액이 되기 위해 고체를 석출  불포화(unsaturated) 상태 일정량의 용매에 용질이 녹을 수 있는 최대량보다 적게 녹아 있는 상태

 재결정(Recrystallization)

온도 변화에 따른 용해도 차를 이용하여 불순물이 섞인 혼합물로부터 순수한 결정을 얻는 방법

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A: 포화용액 B: 과포화용액 B→B’:결정 석출 C: 불포화용액 C→C’:용해도 증가 용 해 도 온도 A C’ B C B’

 고체의 용해도 곡선

t_a t_c t_b

(6)

 용해열

: 물질 1몰을 다량의 용매에 넣어서 용해시킬 때의 반응열 - 적분용해열 용질 1몰이 일정량의 용매에 녹아 특정한 농도의 용액이 될 때에 흡수 또는 방출되는 열 - 미분용해열 용질 1몰을 용액에 넣어도 농도변화가 거의 일어나지 않을 때 일어나는 열변화량

Van’t Hoff Equation

log m_s = ΔH (1/T) + ( )

2.303R

ΔS 2.303R

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 실험기구 및 시약

규 격 구 분 수 량 단 위 실 험 기 구 삼각플라스크 250/100ml 1/2 ea Syringe filter/ 주사기 5ml 8 ea 비커 250/100ml 8/4 ea 교반가열기 ~200 ℃ 1 ea 피펫(피펫펌프) 10 ml 2 ea 부피플라스크 100ml 1 ea 부피플라스크 1000ml 1 ea 시 약 NaOH Oxalic acid 페놀프탈레인 지시약

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Oxalic acid Sodium hydroxide

CAS number _144-62-7 _1310-73-2 Chemical formula _NaOH

Molar mass (g/mol) 90.03 39.99 Density (g/cm³) 1.90 2.1 Melting point (°C) 101~102 318 Solubility in water 9.5g/100ml (15℃) 14.3g/100ml (25℃)

- 시약

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 실험방법

1 0.25N NaOH 수용액 1000ml를 부피플라스크를 이용하여 제조한다.

2 0.25N oxalic acid 수용액 100ml를 부피플라스크를 이용하여 제조한 다음 이 용액_{10ml를 취하여 삼각플라스크에 넣고 위에서 제조한 NaOH 수용액을 표준화한다.} 3 250ml 삼각플라스크에 옥살산 약 60g과 증류수 150ml를 넣은 후에 60℃ 항온수_{조에서 완전히 녹인다.(약 20분).---A} 4 A 용액 중 30ml를 취해 100ml 비커에 넣고 물의 온도가 25℃인 수조에 넣어 20분_{간 유지한다. ---B} 5 빈 주사기의 무게측정 후 B용액을 주사기를 사용하여 5ml씩 취하고 옥살산 용액이_{든 주사기의 무게를 측정한다. ---C} 6 C의 5ml 옥살산 용액을 증류수 95ml를 넣은 250ml 비커에 옮긴 후, 제조한_{NaOH 표준용액으로 적정하여 NaOH 표준용액의 소비부피를 측정한다.} 7 5 -6번 과정을 1회 더 반복한다. 8 위의 4 - 7번 과정을 30℃, 35℃, 40℃에서 진행한다.

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 결 과 보 고 서

1. NaOH 용액 표준화 2. 용해도 – 옥살산 포화용액 적정 옥살산 표준용액의 농도 (N) 적정에 사용된 옥살산 표준용액의 부피(mL) 표준화에 사용된 NaOH소비량(mL) NaOH 용액농도(N) 1회 2회 평균 온도(℃) 빈 주사기 무게 주사기 + 5ml 옥살산_{용액 무게(g)} _{용액 무게(g)}5ml 옥살산 적정에 사용된 NaOH_{소비량(mL)} 1회 1회 1회 1회 2회 2회 2회 2회 1회 1회 1회 1회 2회 2회 2회 2회 1회 1회 1회 1회 2회 2회 2회 2회 1회 1회 1회 1회 2회 2회 2회 2회

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3. 용해도 – 옥살산 포화용액 온도(℃) _{용액농도(M)}옥살산포화 _{용액 몰수(mol)}옥살산 포화 옥살산무게(g) 물의무게(g) 용해도 4. Van’t Hoff 식을 이용한 미분용해열 계산 온도(℃) _{몰랄농도 m}옥살산의 포화용액 s(mol/kg) log m_s (y축) T (x축)1/T