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물리화학 실험노트 04 – 표면장력 측정 – 블로그
실험 이론. (1) 표면장력. 액체 분자는 액체 속에서는 모든 방향에서 작용하는 인력의 작용으로 균등한 힘을 받아 평형상태에 있지만, 액체 표면인 …
Source: blog.naver.com
Date Published: 9/21/2022
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액체의 표면장력을 이용한 수질 측정기 및 놀이기구 제작
➂ 접촉각 측정 후 값을 얻는다. 2) 용액, 밑판 종류에 따른 각종 접촉각 실험. ① 포도당, 설탕, 염화나트륨, 염화칼륨, 그리고 모기가 살던 물을 …
Source: www.scienceall.com
Date Published: 12/25/2022
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실험 9. 표면장력 측정
서강대학교 물리학과 일반물리학실험I 9주차 실험매뉴얼. – 1 -. 그림 1 액주의 높이. 실험 9. 표면장력 측정. 1. 목적. 액체의 표면장력(Surface tension)을 측정하고 …
Source: sc.sogang.ac.kr
Date Published: 7/14/2022
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화공기초실험 | 표면장력계를 이용한 표면장력 측정
TIP 표면장력계를 이용해서 액체의 표면장력을 측정하는 것이다. 표면장력은 분자에 의하여 액체가 수축하여 표면적을 될 수 있는 한 작게하려는 성질 …
Source: chemup.tistory.com
Date Published: 10/10/2021
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Fisher 장력계를 사용하여 표면장력을 측정하자.(물리실험)
액체가 모세관 속을 상승하려는 것은 액체의 표면장력 때문이며 이 현상을 모세관 현상이라 한다. 부착력의 크기는 온도,고체면의 종류 상태에 따라 …
Source: mypdf.tistory.com
Date Published: 1/7/2022
View: 6829
[물리] 액체의 표면장력 측정
액체의 표면장력 측정 1. 실험목적. Jolly의 용수철 저울을 이용하여 액체의 표면장력을 측정한다. 2. 필요한 이론 및 원리 표면장력은 액체의 표면에서 그 표면적을 …
Source: www.reportdown.co.kr
Date Published: 11/30/2022
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학교 수업 현장에서 활용할 수 있는 표면장력 측정 장치 개발
선행 연구에서 제시한 표면장력 측정 장치들의 한계점을 분석하였고, 실험의 직관성, … 6종 액체의 표면장력을 측정함으로써 제작된 표면장력 측정 장치가 짧은 시간 …
Source: www.kci.go.kr
Date Published: 3/7/2022
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주제에 대한 기사 평가 액체 의 표면 장력 측정 실험
- Author: 한국화학연구원 KRICT
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- Date Published: 2019. 9. 4.
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물리화학 실험노트 04 – 표면장력 측정
물리화학 물리화학 실험노트 04 – 표면장력 측정 제이에이치씨 ・ URL 복사 본문 기타 기능 공유하기 신고하기 #표면장력 #모세관현상 1. 실험 목표 드 누이 표면 장력 측정기를 사용하여 온도 변화에 따른 표면장력 변화를 측정한다. 2. 실험 이론 (1) 표면장력 액체 분자는 액체 속에서는 모든 방향에서 작용하는 인력의 작용으로 균등한 힘을 받아 평형상태에 있지만, 액체 표면인 외부에서는 대기와 접해 있어서 인력을 받지 않는다. 내부 쪽으로만 인력(응집력)을 받으므로 액면을 축소 시키려는 장력이 생기게 되는데 이것을 표면장력이라고 부른다. 정리하면 액체 분자 간 인력의 균형이 액체의 표면 부근에서 깨지기 때문에 이곳에 있는 분자의 위치에너지는 액체 속의 분자보다 더 커지는데 이로 인해 액체는 표면적에 비례하는 표면에너지를 가지게 되고 이 에너지를 최소로 만들려는 작용이 바로 표면장력으로 나타나는 것이다. 표면장력의 단위는 N/m 이다. . (2) 물의 표면장력 물은 다른 액체들보다 표면장력 값이 크다. 물속에 있는 분자는 모든 방향에서 같은 크기의 힘을 받기 때문에 힘의 균형을 이루어 안정한 반면에, 물 표면에 있는 물 분자의 공기층 쪽은 공기와 작게 상호 작용을 이루고, 아래쪽으로는 물과 크게 상호 작용을 이루면서 힘의 균형을 이루지 못해 불안정하게 된다. 따라서, 분자는 안정성을 띠려는 성질이 있어 불안정한 분자들이 안정한 물 안쪽으로 들어가려는 힘이 생기게 되고, 이 힘을 표면장력이라고 한다. 다시 말해, 표면장력은 분자들 간 상호 작용의 영향을 크게 받는다고 할 수 있는데 물은 수소결합을 이루고 있다. 수소결합은 다른 극성 인력보다 인력이 더 강하기 때문에 분자들 간의 상호 작용도 더 크다고 할 수 있다. 따라서, 수소결합을 가진 물의 표면장력이 다른 액체들보다 높게 나타난 것이다. 온도에 따른 물의 표면장력 값을 확인하면 온도가 높아질수록 표면장력 값이 낮아지는 것을 확인할 수 있는데 이또한 수소결합과 관련이 있다. 온도가 증가할수록 분자와 분자 간 수소결합력이 약해지게 되기 때문에 표면장력 값이 감소하게 된 것이다. 물의 표면장력이 크기 때문에 생기는 현상으로는 다음과 같은 것들을 설명할 수 있다. 1. 소금쟁이가 수면 위를 뛰어다녀도 물속으로 빠지지 않는다. 2. 기름이 칠해져 있는 유리에 물을 뿌리면 물은 구의 형태를 유지하며 물방울을 형성한다. (기름이 칠해져 있지 않는 깨끗한 유리판이었다면 얇은 막을 형성하듯 넓게 퍼졌을 것) 3. 물수제비 만들기. 돌을 옆으로 던지면 돌은 물에 가라앉지 않고 물 위를 여러번 치고 오르듯 튕겨오른 후에 물 속으로 빠진다. . (3) 모세관 현상 액체 속에 폭이 좁고 긴 관을 넣었을 때 관 내부의 액체 표면이 외부의 표면보다 높거나 낮아지는 현상, 액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력에 의한 현상이다. 식물의 뿌리에서 무기양분과 물을 흡수하는 것을 이것으로 설명할 수 있다. . (4) Harkins-Jordan 식 Harkins & Jordan 에 의한 표면장력 식은 다음과 같다. 3. 실험 도구 및 시약 (1) 실험 기구 : 드-누이 표면장력계, 일회용 스포이드, 100ml 메스실린더 5개, 핀셋, 백금링 (2) 시약 : 증류수 (Water), 에탄올 (Ethanol) 4. 실험 방법 ⓵ 100% 증류수와 25% 에탄올, 50% 에탄올, 75% 에탄올, 100% 에탄올을 준비한다. ⓶ 백금링의 무게와 반지름, 높이를 잰다. ⓷ 장력계를 수평으로 맞춘다. (다리의 나사를 돌려가면서 수포의 물방울이 가운데 원안으로 들어오도록 한다.) ⓸ 장력계의 다이얼을 0으로 맞춘다. ⓹ 백금 고리를 끼운다. ⓺ 고리가 달려있는 지레를 고정나사로 움직여 수평위치(빨간선)에 맞춘다. ⓻ 비커에 용액을 70ml 채운다. ⓼ 비커를 표면 장력기 받침대에 올린다. ⑨ 받침대 아래의 스크류를 조절해 비커와 백금링이 맞닿게 조절한다. ⑩ 장력계의 다이얼을 조절하여 백금링이 수면에서 떨어지는 시점을 측정한다. 5. 주의사항 및 폐시약 처리 – 백금링은 잘 휘어지니 손으로 만지지 않고 핀셋으로만 다룬다. 6. 실험 결과 (1) 장력계법 . (2) 물과 에탄올을 비교 물과 에탄올을 비교하였을 때 물에 비해 에탄올이 현저히 낮은 값을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 인쇄
이공계실험 | 소박한 실험 노트 – 종합편 | 의약품 연구 | IT
TIP 표면장력계를 이용해서 액체의 표면장력을 측정하는 것이다.
표면장력은 분자에 의하여 액체가 수축하여 표면적을 될 수 있는 한 작게하려는 성질이다. 액체와 기체 혹은 액체와 고체 등 서로 다른 상태의 물질이 접해 있을 때 그 경계면에 생기는 면적을 최소화하기 위해 작용하는 힘이다. 표면장력은 액체 내의 분자 간의 인력에 의해 서로에게 생긴다. 액체의 분자간 인력의 균형이 표면 부분에서 깨지고 표면 부분의 분자가 액체 속의 분자보다 위치에너지가 크고 액체가 표면적에 비례한 에너지를 가지기 때문에 이것을 작게 하려고 하는 작용이 표면장력으로 나타난다. 물질 내부에 있는 분자에서는 모든 주위의 분자에 의해 똑같이 끌어 당겨진다. 모든 주변으로 동일한 힘을 가지고 끌어 당겨져서 힘이 상쇄가 된다.
모세관을 따라서 액체가 상승하는 이유는 물분자 사이의 응집력보다 물분자와 유리벽 사이에 생기는 접착력이 더 강하면 유리벽을 타고 얇은 물분자막이 형성되며 그 후에는 표면 장력에 의해 중앙 부분의 물을 빨아올리게 되기 때문이다. 끌려 올라간 물기둥의 무게가 유리관 사이의 접착력과 같아지는 높이까지 물은 올라가게 된다. 가는 유리관일수록 물의 무게가 작으므로 높이 올라갈수 있다. 식물의 뿌리가 물을 흡수하는 원리나 물수건이 물을 빨아들이는 것 알코올 램프의 심지를 통해 연료가 빨려 올라오는 것 등은 모세관 현상의 대표적인 예이다.
실험 방법
1. 모세관 상승법 (Capillary rise method)
1) 모세관은 반경이 0.02㎝이고, 눈금이 ㎜까지 새겨진 것을 사용한다.
2) 모세관을 뜨거운 세척액으로 세척하고, 증류수로 씻는다.
3) 물에 녹지 않는 액이 묻어 있을 경우, 아세톤으로 씻는다.
4) 시험관을 같은 방법으로 씻는다.
5) 설치된 기구를 25℃ 항온조에 넣는다.
6) 순수한 액을 시험관에 깊이 몇 ㎝가 되도록 붓는다.
7) 먼지가 없는 깨끗한 고무판에 작은 솜덩이를 붙인 마개로 닫는다.
8) 상승한 액을 약간 흡인하여 강화시키고 다시 균형이 될 때까지 놓아둔다.
9) 모세관과 시험관의 액면 차를 기록한다.
10) 4～5회 측정하고 평균값을 택한다.
11) 모세관의 반경을 알기 위해서 순수한 증류수로 5회 측정한다.
2. 고리방법 (Ring method)
1) 백금-이리듐 선의 고리를 뜨거운 세척액으로 세척하고 따뜻한 증류수로 씻어 건조시킨다.
2) 액체의 표면에서 고리를 끌어올리는데 필요한 힘을 몇 번 반복해서 읽고 그 평균치를 계산한다.
3) 온도는 온도계를 액체에 담가 측정한다.
4) 보정계수를 구하기 위해서 증류수로 몇 번 측정한다.
그리드형
학교 수업 현장에서 활용할 수 있는 표면장력 측정 장치 개발
우리나라 화학 교육과정에서 표면장력은 분자 간 상호작용과 함께 지속적으로 제시되어 온 개념이지만, 지금까지 다뤄진 표면장력은 과학적 정의보다는 단순히 현상이나 사례의 측면으로만 제시되는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 표면장력에 대한 새로운 교수학습 방법을 마련하고자 과학적 정의에 기반을 둔 표면장력 측정 실험 장치를 개발하고자 하였다. 선행 연구에서 제시한 표면장력 측정 장치들의 한계점을 분석하였고, 실험의 직관성, 편리성, 정확성 등에 초점을 맞추어 Wilhelmy 평판법(Wilhelmy plate method) 기반의 표면장력 측정 장치를 개발하였다. 6종 액체의 표면장력을 측정함으로써 제작된 표면장력 측정 장치가 짧은 시간 내에 정확하고 정밀한 값을 측정할 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안하는 표면장력 측정 장치는 추후 화학 수업 현장에서 표면장력 교수와 측정을 위해 사용될 수 있다.
In the curriculum of chemistry in Korea, surface tension is a concept that has been consistently presented with intermolecular interaction. However, the surface tension till now tended to be presented only as a phenomenon or a case rather than a scientific definition. Therefore, in this study, we tried to develop a surface tension measurement instrument based on the scientific definition in order to provide a new teaching and learning method for surface tension. We analyzed limitations of surface tension measurement instruments proposed in the previous research, and developed a surface tension measurement instrument based on Wilhelmy plate method focusing on intuitiveness, convenience and accuracy. From several measurements of surface tension for six different liquids, it was confirmed that the developed instrument can accurately and precisely measure the surface tension in a short time. The proposed instrument can be used for surface tension teaching and measurement in the future class at school.
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