자연과학 자료 물리화학실험 - 용액의 전기 전도도 측정 Down UK

자연과학 자료 물리화학실험 - 용액의 전기 전도도 측정 Down
 

『실험제목』 용액의 전기 전도도 측정
『실험목적』

▶ 이 실험의 주요 목적은 수용액의 전도도를 결정하는 과정을 알아보는 데 있다. 각각 강전해질과 약전해질인 용액의 전도도를 넓은 농도 범위에서 측정하고 아세트산의 해리도와 이온화 상수를 이 실험 자료로부터 각 농도마다 계산, 전기전도도를 측정한다.

『실험원리 및 이론』

전도도법
전도도법은 시료 용액의 전기 전도도를 측정하여 분석하는 방법으로 직접 전도도법과 전도도 적정법 두 가지가 있다. 이들 방법의 이점은 간단하고 감도가 좋다는 점이지만, 용액에 존재하는 이온은 전기 전도도에 관하여 선택성이 없기 때문에 전도도법은 산-염기 적정 및 침전법 적정 등 몇 가지 경우에만 이용되고 그리 널리 이용되지는 않는다. 그러면 전기전도도의 정의와 측정방법에 대해 먼저 설명하면, 전해질 용액의 전도도는 이온이 이동함으로서 나타나며 용질의 농도 이외에 용질의 이온화정도, 유전상수가 작은 유기 용매에서의 이온쌍 생성상태, 이온의 용매화에 따라 결정되는 이온의 크기, 용매 자체의 구조 점도 온도 등이 용액의 전도도를 결정하는 주요요인이 된다. 물질 내에서 전류가 잘 흐르는 정도를 나타내는 양으로 고유전기저항의 역수와 같다. 하전량과 이동도의 곱과 비례하며, 전기적 조건이나 빛 등의 외부 조건과 물질의 구조의 영향을 받는다. 금속과 같은 도체일수록 그 값이 크고 절연체일수록 작다. 전도도는 저항 R 의 역수로서 G 로 표시하며 그 단위는 , ohm-1 또는 siemens를 사용한다. 어느 전기 도체의 저항 R 은 길이에 비례하고 단면적에 비례하기 때문에 다음과 같이 나타낼 수 있다.

이것을 비저항 ρ를 사용하면 다음과 나타낸다.


여기에서 비저항 ρ 는 각 물질에 따른 고유한 비례상수이다.
전도도는 저항의 역수이므로 다음과 같이 나타낼 수 있으며 길이에 반비례하고 단면적이 비례한다.



또한 위식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.


여기에서 κ 는 비전도도로서 비저항의 역수이며 단위는 ohm-1cm-1 이 된다. 그리고 ℓ/A 을 용기 상수(cell constant)라고 하며 사용하는 전도도계의 전극에 따라 다르다. 시판되는 전도도계의 전극에는 용기 상수가 적혀 있다. 만일 전극에 용기 상수가 적혀 있지 않…(생략)
 

        
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