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일정 성분비의 법칙

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본 자료는 일정 성분비의 법칙을 증명하는 실험보고서입니다.
일정성분비의법칙
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Title
Abstract & Introduction
Data & Result
Discussion
Reference
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Discussion

실험 A. 탄산염의 분석(무게 변화)
자료에서 보이는 바와 같이 다소 차이는 나지만, 전체적으로 질량 감소율이 작아진다. 이 실험에서는 두 가지 물질을 모두 다 실험을 했기 때문에, 굳이 계산을 통해서 어떤 물질인지 확인할 필요를 느끼지 못해서 계산하지 않았다. 위의 반응의 식은 아래와 같다.

Na2CO3 + 2HCl → CO2 + H20 + 2NaCl
NaHCO3 + HCl → CO2 + H2O + NaCl

만일 모든 원자의 질량이 같다면 Na2CO3에서 CO2가 빠져 나갈 때 무게가 50% 감소해야 하지만, 일정성분비의 법칙이 옳다면 41.5%가 감소해야 한다. 주어진 자료(Sample A = Na2CO3)에서는 39.3%가 감소했다. 마찬가지로, NaHCO3도 모든 원자 질량이 같다는 가정 하에서는 50%의 무게 감소가 있어야 하지만, 일정성분비의 법칙이 옳다면 52.3%가 감소해야 한다. 주어진 자료(Sample B = NaHCO3)에서는 49.1%가 감소했다.
여기서 모든 원자의 질량이 같지 않다는 점과 약간의 오차가 있지만 일정 성분비의 법칙을 증명할 수 있다. 약간의 오차가 난 이유는 우리가 실험을 수행할 때, 매우 작은 비율이나마 계속해서 감소하는 양을 반응이 끝난 것으로 착각하여 성급히 실험을 마무리한 것 때문이 아닌가 싶다. 그리고 질량이 감소하다가 다시 증가하는 부분은 매우 이상한 부분이었다. 이것은 아마도 저울이 매우 세밀해서 외부의 작은 기류에 의해 어떤 변화를 준 것이라고 추측된다. 오차의 또 다른 이유를 들자면 측정한 시료들을 전부 다 반응시키지 못했다는 점이다. weighing boat에 담아서 측정하고 다시 그것을 염산과 반응시킬 때 weighing boat에 묻어서 떨어지지 않는 시료가 약간이나마 있었다는 점이다.
이런 오차를 줄이기 위해서는, 먼저 기류나 흔들림을 최소화 하여 저울에 영향이 없도록 해야 하고, weighing boat에서 모든 시료를 털어내어 처…(생략)
1) 표준일반화학실험, 제 5 개정판, 대한화학회, 천문각, 1999, p 46-51
2) Principles of Modern Chemistry, 5/ed., Oxtoby, Gillis, Nachtrieb; 2002; p.10
3) 화학실험 홈페이지, http://chem1.snu.ac.kr/~chemlab/exp/exp2.htm
4) Principles of Modern Chemistry, 5/ed., Oxtoby, Gillis, Nachtrieb; 2002; p.117-119


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