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[자연과학] 화학실험 - 바륨의 원자량 측정(測定)

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작성일17-11-27 19:55

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3. 앙금을 뷰흐너 깔때기로 거를 때, 앙금이 유실되지 않도록 거름종이의 중앙에 붓는다. 이번 실험에서는 무게 분석법을 이용해 바륨의 원자량을 확인하고자 한다. 이렇게 오차가 생긴 원인에는 정확한 용액제조의 실패, 실험기구상의 문제 등이 있을 수 있으나, 가장 영향을 많이 미친 원인은 용액을 거를 때, 침전을 유실시켰기 때문일 것이다.
AgCl 앙금의 무게 : 0.704g - 0.509g96/100 〓 0.21536g

2. 측정(measurement)된 AgCl 침전의 무게로부터 Cl-의 무게를 계산한다. AgNO3와 BaCl2를 반응시키면 흰색 AgCl앙금이 생기는데, 이것의 질량을 측정(measurement)한다.

2. Data & Result
1)실험결과
AgNO3 의 농도 : 1g / 100ml
BaCl2 의 농도 : 1.221g / 100ml
거름종이 + AgCl 의 무게 : 0.704 g
거름종이의 무게 : 0.509g

2)결과처리
1.거름종이의 무게가 오븐에서 건조했을 경우 4% 정도 감소하는 것을 고려하여 계산한다.
실제 바륨의 원자량 140.1371이므로, 오차율 〓 (140.1371-137.327) / 137.327 100 〓 2.04%

3. Discussion
1)오차의 원인분석
실험결과 140.1371이라는 값을 얻었다. 여기서 물의 질량을 빼주면, 176.1851-18.0242 〓 140.1371
6. 실험에서 측정(measurement)한 값과 알려진 Ba의 원자량과 비교한다. Ba을 제외한 나머지 원소들의 원자량은 모두 알고 있다고 가정하고, 침전물의 수득률은 100%라 가정하면, 처음 BaCl2용액속의 Cl-의 몰수 및 무게를 알 수 있다 따라서 처음 측정(measurement)한 BaCl2의 무게로부터 원자번호 56번은 Ba의 원자량을 결정할 수 있다

※주의사항
1. 실험에 사용되는 HNO3, BaCl2, AgNO3는 절대로 피부에 닿지 않도록 주의한다. 그러나 알려진 Ba의 실제 원자량은 137.327로 실험에서 구한 값과는 약간의 차이가 있었다. 그런데 실제로는 0.0147몰의 Cl-가 존재했다는 결과를 얻었다.
2. AgNO3는 빛에 반응하므로, 수용액을 만든 뒤 Volumetric flask를 은박지로 감싼다.(단, 전자의 질량은 무시)
2Cl 이 1몰 있을때, 그 질량이 70.9054이므로, Ba2+ 2H2O 가 1몰 있을 때의 질량을 비례식을 통해 구하면 0.12988 : 0.05227 〓 x : 70.9054 x〓176.1851이다. 이는 실험의 결과를 통해서 알 수 있다 Ba의 실제 원자량을 알고 거꾸로 계산을 하면, BaCl2 + 2H2O 1.221g의 몰수는 0.005몰이다.
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1. Abstract & Introduction
생성물의 질량을 통해 원래 알고자 하는 물질의 양을 결정하는 방법을 무게 분석법(Gravimetric analysis)이라 한다.
0.21536g 35.4527/143.3209 〓 0.05227g
3. BaCl22H2O 용액 속의 실험에 사용된 (Ba2+ + 2H2O) 무게를 계산한다

BaCl2 2H2O → Ba2+ + 2H2O + 2Cl-
(2Cl-의 질량)〓0.05227g 이고
1.221 15/…(drop) 100g 만큼 실험에 사용되었으므로, 0.18315-0.05427〓0.13088
4. (Ba2+ + 2H2O)와 Cl-의 무게비를 계산한다
Ba2+ + 2H2O : 2Cl- 〓 0.12988 : 0.05227

5. Cl의 원자량과 물의 분자량, 이들의 비로부터 Ba의 원자량을 계산한다. 작게나온 이유에는 두 가지 원인이 있는데, 침전이 덜 형성되었거나 즉, 수득률이 100%보다 작았거나, 거르는 과정에서 침전이 유실되었기 때문일것이다
다. 이것을 100mL의 물에 녹였을 때, Cl-가 0.01몰이 생성되고, 이중에 15%만 실험에 사용했으므로, 0.xxx5/100 〓 0.0015몰의 Cl-가 존재해야 했다.
4. 실험이 끝난 뒤, 사용한 시약은 반드시 지정된 장소에 처리한다. 이는 AgCl의 질량이 theory 값보다 작게 나와서 그런 것이다.

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