고체의용해도 보고서
`화공기초실험2`
실험#.4
고체의 용해도
- Report -
1. 실험목적
고체의 용해도를 여러 온도에서 측정하여 용해도 곡선을 작성한다.
2. 실험이론
⑴ 용해
용질이 용매와 고르게 섞이는 현상을 말한다. 일반적으로 ‘녹는다’라고 표현하며, 두 물질이 균일하게 섞일 때에 사용하는 말이다. 용해는 용매 분자와 용질 분자 사이의 인력이 용질 분자사이의 인력보다 클 때 일어나며 이 경우 용해에 의해 에너지가 낮아져 안정된 상태가 된다. 한편 용매와 용질분자의 구조가 비슷할 때는 두 가지의 인력의 크기가 비슷하지만 무질서해지려는 경향에 의해서 용해가 일어난다. 용해가 계속되어 용질이 용액 속에서 용해 평형상태에 도달하게 되면 용질은 더 이상 용해되지 않는데 이러한 상태를 포화상태라고 한다.
① 포화용액
일정 온도에서 일정량의 용매에 용질이 최대한 녹아, 더 이상 녹을 수 없는 상태의 용액을 가리킨다. 특히 물질의 용해도는 온도에 따라 달라지므로 포화용액을 말할 때는 온도를 언급해야 한다.
② 불포화용액
용매가 녹일 수 있는 양보다 적은 양의 용질이 녹아 있어 용질을 더 녹일 수 있는 용액으로 용해도는 온도에 따라 바뀌기 때문에 포화용액의 온도를 변화시켜 불포화용액으로 만들 수 있다.
③ 과포화용액
일정한 온도에서 용질이 용해도 이상으로 녹아 있는 상태를 말한다. 용해도의 한도만큼 녹아 있는 용액(포화용액)을 천천히 식히거나 용매를 서서히 증발시키면 만들 수 있다. 이 상태는 매우 불안정하기 때문에 용질의 결정 또는 결정이 핵으로 될 수 있는 이물질을 용액에 넣거나, 가볍게 저어주거나, 온도를 높여 끓이면 녹아 있던 물질이 고체 상태로 석출되고 포화용액이 된다.
⑵ 용해도
일정 온도와 압력에서 순수 고체 시료의 용매에 녹는 양은 일정하며, 100g의 용매에 최대한 녹을 수 있는 양이 용해도 이다. 용매가 용해시킬 수 있는 최대 양의 용질이 녹아 있는 경우 용액은 포화(saturated)되어 있다고 하며, 이 상태에서는 용액 속에 존재하는 용질 분자와 결정으로 존재하는 고체분자 사이에 동적 평형에 다다른 것으로 생각할 수 있다. 포화상태를 넘어서는 양의 용질이 용해되어 있는 경우 과포화(supersaturated)되어 있다고 하며, 이 상태는 불안정한 상태로 물리적인 충격, 온도의 하강, 혹은 단순히 시간이 지남에 따라 안정한 포화용액…(생략)
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