Basic Science

본론으로 들어가기 전에 기초적인 식과 그래프의 관계를 살펴보자. 1. 위의 식에서 A와 B의 관계를 그래프로 나타내면 아래의 그래프가 된다. A와 B의 관계를 보려면 나머지 C, D, E, F는 상수 취급한다. AB = k AB는 일정한 값을 가진다. 즉, A와 B는 반비례 관계이다. B의 어떤 값을 넣더라도 그래프 위의 값은 AB가 일정한 값을 가진다. 다음과 같이 크기가 모두 같다. 2. 위의 식에서 A와 E의 관계를 그래프로 나타내면 아래의 그래프가 된다. A와 E의 관계를 보려면 나머지 B, C, D, F는 상수 취급한다. A = kE A와 E는 비례관계이다. 3. 위의 식에서 A와 E의 관계를 그래프로 나타내면 아래의 그래프가 된다. AB와 B의 관계를 보려면 나머지 C, D, E, F는 상수 ..

실험실에서 실제 실험으로 채취한 어떤 기체의 분자량을 이상 기체 상태 방정식으로 알아내 보자. 이상 기체 상태 방정식 PV = nRT 기체에서는 원자가 아닌 모두 분자를 다룬다. 즉, 여기에서 n(몰수)은 분자수를 의미한다. 여기에서 n을 이상 기체 상태 방정식 n에 대입해본다. 여기에서 분자량 M으로 다시 정리해보면 이상 기체 상태 방정식에서 기체 상수 R 값 0.082를 사용하려면 P, V, T 단위를 기체 상수 단위와 맞춰야 한다. 즉, 압력은 atm, 부피는 L, 온도는 절대온도 T를 사용해야만 한다. 부탄가스 분자량 알아내기 ▽기체 모으는 방법 더보기 1. 수상 치환 가장 많이 사용하는 방법으로 눈금 메스실린더에 물을 가득 채워 기포가 안 들어가게 뒤집어서 물속에 담근다. 그림과 같이 기체가 나..

부피, 온도가 일정할 때 PV = nRT 압력과 분자수는 비례관계로 분자수가 2배 증가하면 압력도 2배 증가하게 된다. 여기에서 중요한 것은 분자수에 있다. 분자수는 종류에 무관하다. 같은 크기의 용기에 분자수가 6개(온도는 같다.) 들어가 있는데 각기 다른 분자가 들어 있지만 같은 압력이 된다. 다음 그림은 분자의 종류에 관계없이 분자수가 3개가 되면 압력이 6 기압이 되고 분자수가 2개일 때는 4 기압이 되며 1개일 때 2 기압이 된다. 다음 그림은 다른 분자가 혼합되었을 때도 분자의 종류와 관계없이 분자수가 6개 임으로 12 기압이 된다. “돌턴의 부분 압력 법칙”이란? "혼합기체에서 전체 압력은 각 기체의 부분 압력의 합이다." (혼합기체는 두 종류 이상의 기체가 섞여 있는 기체를 말한다.) 여기..

기체 확산속도에 영향을 주는 요인은 온도와 질량(분자량)이며 이것에 의해 변화한다. 1. 확산속도와 온도와의 관계(질량 일정) 같은 기체로 실험 >> 온도가 올라가면 평균 운동에너지가 올라가고 질량은 일정하기 때문에 평균 운동속도가 올라가게 된다.. 이러한 결과로 확산속도가 증가하게 된다. 예) 여름에 냄새가 심한 이유가 온도 때문이다. 2. 확산속도와 질량과의 관계(온도 일정) 서로 다른 기체로 실험 위의 A, B의 식에서 절대온도 T는 같다. K는 상수값으로 결국 A, B 두 기체의 평균 운동에너지는 같다. 결론은 이 세상 모든 기체는 절대온도가 같으면 평균 운동에너지가 같다는 말이다. 그래서 다음과 같은 등식이 성립하게 된다. 이 식을 다시 정리하면 V는 평균 운동속도인데 확산속도로 봐도 무관하다...

>> 보일의 법칙 “기체의 부피는 압력에 반비례” >> 샤를의 법칙 “기체의 부피는 절대온도에 비례” >> 아보가드로 법칙 위의 모든 법칙을 합쳐보면 다음과 같습니다. 위의 식에서 양변에 P를 곱하고 비례 부호를 등호로 바꾸기 위해 비례 상수 k를 붙이면 아래의 식이 성립됩니다. P * V = k * T * n 위의 식에서 비례상수 k는 아주 유명한 비례 상수입니다. 그래서 특별히 R이라는 이니셜을 부여해서 기체 상수라고 명명합니다. PV = nRT 위의 식을 이상 기체 상태 방정식이라고 부릅니다. P : 압력 V : 부피 n : 분자수(몰수) R : 기체상수 T : 절대온도 여기에서 기체 상수 R은 아주 특별한 비례 상수라고 했는데요. 상수값을 직접 구해보겠습니다. R=PV/nT 가 되는데요. 여기에서..

모든 기체는 같은 온도, 같은 압력, 같은 부피 = 같은 분자수 특별히 0℃, 1 atm, 22.4L에서 분자수는 1 mol이 된다. 모든 기체 문제는 4개의 변수로 다 풀 수 있다. (온도, 압력, 부피, 분자수) 하지만 과학에서는 2개의 조건으로 주로 다룬다. 기체에서는 4개의 변수로 다루어야 하는데 4개 모두 동시에 다루는 것은 불가능하다. 그래서 주어지는 조건이 중요하다. 즉, 4개의 변수 중에 일정한 값을 가지는 것이 있다. 일반적으로는 4개 중에 2개를 상수 취급하는 경우가 많다. 결론적으로 기체를 다룰때는 조건이 가장 중요하다. >> 아보가드로 법칙 응용 1. 온도와 압력이 같다면 (= 상수로 잡으면) 부피와 분자수는 비례관계가 성립한다. 2. 온도와 부피가 같다면 압력과 분자수는 비례한다.

보일-샤를의 법칙은 말 그대로 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 합친 것이다. >> 보일의 법칙 https://8miracles.tistory.com/15 보일의 법칙(부피와 압력의 관계) '보일의 법칙'은 기체의 부피와 압력에 관련된 법칙이다.(온도는 일정) 보일의 법칙 “기체의 부피는 압력에 반비례” 위에서 누르는 힘과 아래에서 올리는 힘이 같아지면 멈추는데 8miracles.tistory.com >> 샤를의 법칙 https://8miracles.tistory.com/16 샤를의 법칙 (부피와 온도의 관계) 샤를의 법칙(부피와 온도의 관계)- 압력 일정 결론 : 모든 기체는 온도가 1℃ 상승하면 0℃ 부피의 1/273씩 증가 위의 실험 결과를 섭씨온도 t와 부피 V와의 관계로 그래프를 그 8miracles..

샤를의 법칙(부피와 온도의 관계)- 압력 일정 결론 : 모든 기체는 온도가 1℃ 상승하면 0℃ 부피의 1/273씩 증가 위의 실험 결과를 섭씨온도 t와 부피 V와의 관계로 그래프를 그려보면 1차 함수 관계의 그래프가 그려진다. 위의 1차 함수 그래프에서 기울기가 100/273 이 되는데 이때 V0는 0℃에서 부피를 뜻한다. 0℃에서 부피는 100 이므로 100 = V0 로 표현할 수 있다. “모든 기체는 온도가 1℃ 상승하면 0℃ 부피의 1/273씩 증가” 한다는 말을 수식으로 표현된 것이다. 위의 수식은 부피와 섭씨온도와의 관계식이다. (화학식에서는 섭씨온도를 사용하지 않는다.) 관계식을 더 깔끔하게 정리할 필요가 있다. 섭씨온도를 절대온도로 환산해서 다시 정리해본다. T(K) = t(℃) + 273 ..

'보일의 법칙'은 기체의 부피와 압력에 관련된 법칙이다.(온도는 일정) 보일의 법칙 “기체의 부피는 압력에 반비례” 위에서 누르는 힘과 아래에서 올리는 힘이 같아지면 멈추는데 이것은 위에서 누르는 힘과 안에서 반발하는 힘이 같기 때문이다. 그래서 용기 안의 압력을 밖에서 누르는 압력으로 사용해도 상관 없는 것이다. “기체의 부피는 압력에 반비례” 분수를 싫어하기 때문에 양변에 P를 곱한다. 비례식에서 등호로 바꾸기 위해 양변에 P를 곱하고 상수변에 비례 상수κ를 붙여준다. 이 식의 의미는 압력과 부피를 곱하면 일정한 숫자가 나온다는 말이 된다. 일정한 숫자 k가 나오는지 확인해본다. 1×100=2×50=4×25=k 이렇게 압력 곱하기 부피를 해보니 일정한 값이 나오고 이것을 비례상수 k로 표기한다. ※ ..

법칙과 규칙이 있는데… 규칙은 예외가 있지만 법칙은 예외가 없다. 옥텟 규칙은 예외가 있지만 보일 샤를의 법칙은 예외가 없다. 기체 분자 운동론은 말 그대로 가정이다. 기체는 각자 다양한 성질을 가지고 있지만 기체 분자 운동론에서는 그 미세한 차이를 전부 하나로 묶어서 설명한다. “모든 기체는 종류에 상관없이” 1. 끊임없이 직선운동을 한다.(충돌을 하게 되는데 완전 탄성충돌을 한다. 즉, 에너지 손실이 없다) 2. 자기 자신의 크기를 무시한다. 즉, 크기를 동일시한다. (농구공과 탁구공의 크기 비교 반면에 지구와 비교하면 모든 공의 크기는 무시할 정도의 크기) 분자의 상태가 액체일 때보다 기체 상태에서는 분자와의 거리가 엄청 멀다. 그래서 이러한 가정이 가능한 것이다. 크기를 동일시한다는 의미는 크기가..

1. 부피(V) 단위 : L, mL, ㎤, ㎥, cc ( 1㎤=1mL=1cc ) 기체에서 부피 단위로 'L'을 많이 사용하기 때문에 'L'로 환산해서 사용하는 것이 좋다. >>일반적인 정의섭씨온도(t) : 단위 ℃ 일반 생활에서는 유용하지만 과학적으로는 의미가 없다.(화학 계산할 때 절대 사용 안 함) 물이 어는 점을 0℃, 물이 끓는점을 100℃로 정의하고 그 사이를 100 등분한 것. (압력에 따라 물의 끓는 온도가 달라진다.) -,+ 온도를 구분해서 표기 >>절대온도(T) : 단위 K 화학의 모든 공식과 계산에서 사용. -273℃에서 모든 분자의 운동은 멈춘다. 이 이하의 온도는 존재하지 않는다. -273℃ 밑의 온도가 없기 때문에 이 온도를 기준을 삼아 0K가 된다. 그래서 절대온도에서는 –온도가..