일반화학실험 기말고사
실험1. 우리나라 동전의 밀도 측정
-밀도 : 물체의 단위 부피당 질량, 고체나 액체의 밀도는 보통 세제곱 센티미터당 그램 또는
밀리리터당 그램으로 나타낸다.
-비중 : 물질의 고유 특성, 기준이 되는 물질의 밀도에 대한 상대적인 비. 일반적으로 액체의
경우 1기압 하에서 4도씨의 물을 기준으로 하고, 기체의 경우 20도씨의 공기를 기준으로 한
다.
-눈금 실린더의 눈금 읽는 방법 : 눈금 실린더를 평평한 곳에 놓고, 눈높이를 읽고자 하는 눈
금에 맞춘 후, 메니스커스를 올바르게 읽으며 최소 눈금의 1/10단위 까지 읽어야함.
-유효 숫자 : 불확실한 자리의 숫자를 포함한 측정값의 모든 숫자
-전자저울의 사용법 : 수평맞추기, 영점조정, 무게 측정
실험2. 탄산염들의 CO2 생성 반응을 통한 일정 성분비 법칙 확인
-탄산염과 산의 반응
①Na2CO3과 HCl의 반응식(탄산나트륨+염산)
Na2CO3(s)
+ HCl(aq) -> NaCl(aq) + NaHCO3(aq)
NaHCO3(aq) + HCl(aq) -> NaCl(aq) +CO2(g) + H2O(l)
----------------------------------------------------Na2CO3(s) + 2HCl(aq) -> 2NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)
105.99g/mol
44.01g/mol
=>질량감소 백분율
  

×  ×   

     
②NaHCO3과 HCl의 반응식(탄산수소나트륨+염산)
Na2HCO3(s) + HCl(aq) -> NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)
105.99g/mol
44.01g/mol
  

×
×   

    
 


실험3. 스테아르산 단분자층을 이용한 아보가드로수의 추정
스테아르산 용액 1mL에 해당하는 시료의
(실험 결과)
평균 방울수 (mL-1)
시료 한 방울의 부피(mL)
단분자층의 평균 지름(cm)
1mL/방울수
(실험 결과)
단분자층의 넓이(cm2)
 × 
시료 한 방울 속의 스테아르산 질량(g)
(시료의 농도)X(스테아르산 한 방울의 부피)
*단위주의
용액 한 방울 속에 있는 스테아르산이
단분자층을 형성했을 때의 부피(mL)
스테아르산질량/스테아르산 밀도
(스테아르산 밀도:0.941g/mL)
단분자층의 두께(cm)
탄소 원자 하나의 지름(cm)
탄소 원자 하나의 부피(cm3)
스테아르산 부피/단분자층 넓이
단분자층 두께/18
(탄소원자 하나의 직경)3
(정육면체로 계산)
다이아몬드의 몰부피(cm3/mol)

  


  
*C의 몰질량:12.011g/mol
*다이아몬드의 밀도:3.21g/cm3
아보가드로수 NA(mol-1)
다이아몬드 몰부피/탄소원자 하나의 부피
실험4. 마그네슘의 연소 반응을 통한 산소 원자의 몰 질량 측정
-마그네슘의 연소반응식

주반응: Mg(s) +  O2(g) -> MgO(s)

부반응: 3Mg(s) + N2(g) -> Mg3N2(s) [흰 연기]
실험5. 금속의 활동도 서열 결정
-금속의 활동도 서열[금속의 반응성]
=금속이 전자를 잃고 양이온(산화)이 되려는 경향
-금속의 활동도 서열↑
① 이온화 경향이 크다
② 전자를 잃고 양이온이 되기 쉽다
③ 산화되기 쉽다
④ 환원력이 커진다.
실험6. 주머니 난로의 열량 측정
-화학 반응의 엔탈피(Enthalpy)
엔탈피는 계의 내부에너지(E)에 압력(P)과 부피(V)의 곱을 더한 것으로 정의된다.
엔탈피 -> H = E + PV
화학반응이 일어나면 엔탈피 변화가 발생한다. 이때 생성물의 엔탈피에서 반응물의 엔탈피를
뺀 값(엔탈피 변화)를 반응 엔탈피라고 한다.
∆   생   반
①발열 반응은 생성물의 엔탈피<반응물의 엔탈피 -> 반응엔탈피<0
②흡열 반응은 생성물의 엔탈피>반응물의 엔탈피 -> 반응엔탈피>0
-내부에너지(Internal energy)
계의 구성 성분들의 모든 운동 에너지와 퍼텐셜 에너지의 합으로, 반응이 일어날 때 내부 에
너지 변화는 계가 얻은 열(q)과 계에 행해진 일(w)의 합과 같다.
내부에너지 변화 -> ∆     
에너지의 SI단위는 J이며,
일상적으로는 cal을 사용하기도 한다.
칼로리는 1g의 물을 1도 올릴 때 필요한 에너지 양으로 정의한다.
1cal=4.184J
q
w
+
계가 열을 얻음
계가 일을 받음
계가 열을 잃음
계가 일을 함
-열용량
어떤 물질의 온도를 1C◦ 또는 1K 높이는데 필요한 열량으로 열을 가하거나 빼앗을 때 물체
의 온도가 얼마나 쉽게 변하는지를 알려주는 값을 말한다.
SI단위:J/K, 실용단위:kcal/C◦, cal/C◦
열량  
열용량    
온도변화 ∆  
-> 열용량(C)=비열(c) X 질량(m)
① 열용량은 가해준 열의 양에 비례하고 온도 변화에 반비례한다.
② 열용량의 크기는 질량에 비례하는 크기 성질이다. 즉, 동일한 물질이라도 질량이 클수록 열
용량 증가.
-비열
어떤 물질 1g 1C◦ 또는 1K 높이는데 필요한 열량
열량  
비열    
질량  × 온도변화 ∆  
SI단위:J/kgK, 실용단위:kcal/kg·C◦, cal/g·C◦
① 비열은 물질마다 다른 고유한 세기성질로, 물질을 구별하는 특성이 된다.
② 일반적으로 액체의 비열이 고체의 비열보다 크다. 따라서 같은 질량의 액체와 고체에 각각
같은 열량을 가하면 액체가 고체보다 천천히 올라간다.
③ 비열이 클수록 온도를 높이는데 많은 열량이 필요하기 때문에 온도가 잘 변하지 않는다.
실험7. 미지 시료의 양이온 정성 분석
-불균등화 반응
①좁은 의미: 동일한 물질이 동시에 산화,환원되어 각각 다른 생성물을 만드는 반응
②넓은 의미: 동종의 분자가 각각 다른 생성물을 만드는 비대칭적 반응
2A->A’+A“ (A,A’,A”는 모두 다른 화학종)
-양이온의 반응식
①Ag+(aq)+Cl-(aq) -> AgCl(s)
②Pb2+(aq)+2Cl-(aq) -> PbCl2(s)
③AgCl(s)+2NH3(aq) -> [Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)
④[Ag(NH3)2]+(aq)+2H+(aq)+Cl-(aq) -> AgCl(s)+2NH4+(aq)
⑤Cd2+(aq)+2OH-(aq) -> Cd(OH)2(s)
⑥3Hg2+(aq)+2Sn2+(aq)+4Cl-(aq) -> Hg(l)+Hg2Cl2(s)+2Sn4+(aq)+2Cl-(aq)
Ag+, Cd2+, Pb2+, Hg2+
+HCl
불용성염화물(침전)
가용성염화물(상층액)
Cd2+(aq), Hg2+(aq)
AgCl(s), PbCl2(s)
+NH4OH
침전
PbCl2(s)
염기성
+SnCl2
상층액
+
[Ag(NH3)2] (aq)
+HCl
AgCl(s)
침전
Hg2Cl2(s)
검은색
산성
상층액
Cd (aq)
+NaOH
Cd(OH)2(s)
2+
염기성
실험8. 미지 시료의 음이온 정성 분석
-사이클로헥세인층
I2(보라색)
-물층
Cl2 + 2I- -> 2Cl- + I2
I2 + I- ↔ I3-(갈색)
실험9. 에탄올과 뷰테인 가스의 몰 질량 측정
-몰 질량
어떤 분자의 개수가 1mol일 때, 즉 아보가드로의 수만큼 있을 때, 그 질량을 가리키는 단위이
다. 국제단위는 kg/mol이지만 대부분 g/mol을 단위로 사용한다. 분자의 몰질량은 분자를 구
성하는 원자들의 몰 질량의 총합이다. 원소의 경우 원자량에 몰질량 단위를 붙이면 몰질량이
된다.
-이상기체는 기체 분자 자체의 크기가 무시할 수 있을 정도로 작으며 기체 분자 사이에 작용
하는 상호작용이 없다고 가정한 기체이다.
그리고 기체 입자의 평균 운동 에너지는 절대온도에 비례하며, 분자의 충돌은 완전히 탄성적
이다.
반면에 실제 기체는 부피를 가지고 있고 분자 간에 인력과 반발력이 작용한다.
아주 낮은 압력이나 높은 온도 조건을 만족할 때 실제 기체는 이상 기체와 비슷한 행동을 할
수 있다.
-실제 기체 상태 방정식
실제기체는 부피를 가지고 있으므로 기체가 존재하는 용기의 부피는 전체 부피에서 기체분자
가 차지하는 부피를 제외한 값이 된다.
   (n:기체의 몰수, b:기체 분자 1mol이 차지하는 부피)
압력은 기체분자가 용기의 벽과 충돌할 때 나타난다. 실제 기체의 분자 사이에는 인력이 작용
하므로 이상기체에 비해 벽에 충돌하는 강도가 약하다. 따라서 이상 기체에 비해 낮은 압력으
로 나타나며 압력이 낮아지는 정도는 기체 농도의 제곱에 반비례한다.

    (a:기체 분자 사이의 인력을 나타내는 상수, 기체마다 고유한 값을 가짐)

이렇게 보정한 압력과 부피를 이상기체 상태방정식에 정리하면 다음과 같은 식을 얻는다.

   
      


a와b는 반데르발스 상수라고 하며, 이렇게 나타난 식을 반데르발스 상태방정식이라고 한다.
-에탄올(C2H6O)
몰질량:46.069
약간 특유한 냄새가 나는 휘발성,인화성 액체
녹는점 159.01K, 끓는점 351.38K
고인화성 액체로 피부와 눈을 자극하며 장기간 섭취시 심각한 간 손상
-뷰테인(C4H10)
몰질량:58.124g/mol
상온에서 액체로 쉽게 변하는 무색 무향의 기체
녹는점 139K, 끓는점 274K
-둥근 바닥 플라스크
플라스크는 시료를 담고 실험을 하기 위한 것으로 유리, 플라스틱 등 다양한 재료로 만들어지
며 형태에 따라 둥근 바닥 플라스크로 구분된다.
-석면
자연계에 존재하는 섬유상 규산광물의 총칭으로써, 화학구조가 수정같은 구조를 가지는 섬유
성 무기물질이다. 내구성, 내열성, 내약품성, 전기 절연성이 뛰어나고 값이 싸서 여러 용도로
널리 사용됨.
실험10. 기체 상수의 결정
-기체상수
이상 기체 1mol의 상태 방정식은 압력을 P, 부피를 V, 절대온도를 T라 할 때 PV=RT로 표신
된다. V는 아보가드로의 법칙에 의해 등온·등압 하에서 그 종류에 관계없이 항상 일정한 값
(OC◦,1atm에서는 22.4L)을 가지는데 비례 상수는 기체의 종류에 관계없는 상수로, 이것이 기
체상수이다.
이상기체 1 mol을 취하면 R의 값은

 

   
   =약 0.082L·atm/mol·K이다.
   
-이상기체
분자간의 상호작용이 전혀 없고, 그 상태를 나타내는 양인 온도·압력·부피 사이에 보일·샤를의
법칙이 완전하게 적용될 수 있다고 가정된 기체를 말한다.
기본적인 가정
① 기체는 분자라는 입자들로 구성됨
② 분자는 무작위적인 운동을 하며, 뉴턴의 운동법칙을 따름
③ 분자의 총수는 크다.
④ 분자 자체만의 총 부피는 기체 전체가 차지하는 부피 중 무시할 수 있을만큼 작음
⑤ 충돌하는 시간을 제외하면, 분자에 작용하는 힘 무시
⑥ 충돌은 탄성 충돌이며, 충돌 중 시간은 무시
-이상 기체 상태방정식
보일의 법칙 : V∝ 1/P (n,T일정)
샤를의 법칙 : V∝ T (n,P일정)
아보가드로의 법칙 : V∝ n (P,T일정)
이상기체 상태방정식
PV=nRT
이상기체 상태방정식은 고온, 저압의 단원자 기체에 가장 잘 적용됨.
-촉매의 역할
촉매란 화학 반응에서 반응 물질 이외의 것으로, 그것 자체에는 반응 전후에 있어서 양적,질적
으로 변하지 않으면서 활성화 에너지만 변화시켜 반응 속도만을 변화시키는 물질이다. 최종적
으로 생성되는 물질의 양이나 반응열에 영향 X
정촉매=반응속도↑ / 부촉매=반응속도↓
-증기압과 온도에 따른 물의 증기압 경향성
증기압=어떤 물질이 닫힌 계에서 액체상과 기체상이 열역학적으로 평형을 이루고 있을 때 기
체상이 나타내는 압력
온도↑=액체상에 존재하는 입자의 운동에너지↑=증기압↑
같은 온도에서는, 분자간 인력↓=증기압↑
액체의 끓는점은 액체 표면에 작용하는 외부 압력과 증기 압력이 같을 때의 온도이다.
끓는점에서 액체 내부의 분자들이 기체상으로 변화할 수 있을 정도로 충분한 열에너지를 갖는
다. 외부 압력이 증가하면 끓는점도 증가한다.

물의 증기압력은   exp      로 근사될 수 있음.

-KClO3염소산 칼륨
몰질량: 122.5
광택이 있는 무색의 단사정계결정
녹는점: 629K, 끓는점 673K
강력한 산화제로 화재 또는 폭발가능, 흡입·마실경우 해로움
-MnO2이산화 망가니즈
몰질량:86.9368
금혹석 구조를 갖는 회색 또는 흑갈색 분말
녹는점:808K
기관지염,폐렴 및 신경학적·정신질환에 대한 감수성 증가(망가니즈 중독) 유발가능
-NaHCO3탄산수소 나트륨
몰질량:84.0066
상온에서 백색의 분말 상태로 약간 쓰고 짠맛이 남.
녹는점:270C◦
과량 사용시 피부 부식시킴
-실험식
2KClO3(s) ->2KCl(s) + 3O2(g)
NaHCO3(s) -> NaOH(s) + CO2(g)
실험1 : 예비보고서만 참고
실험2 : 탄산소듐,탄산수소소듐 염산과 반응식암기, 계산방법
실험3 : 계산방법(표 그대로 출제)
실험4 : 17점짜리 문제, 반응식암기(마+산,마+질), 부반응까지 고려해서 계산
실험5 : 활동도서열암기X, 활동도 서열 결정 원리
실험6 : 배경이론(열화학)-용어 정의 정확히
실험7 : 은/수은/납/카드뮴, 은이랑 납 빠지는것, 불균등한반응 좁은의미넓은의미
실험8 : 아이오딘화이온 관련 반응식 암기,각 층의 색 변화 원리
실험9, 실험 10 : 예비보고서만 참고, 계산X