교실이야기/화학 공부 13

감압 장치 Aspirator의 원리

실험실에서 감압 장치는 보통 '여과' 과정에서 빈번하게 쓰인다. 대학교 실험 수업 때 뷰흐너 깔때기를 이용한 감압 실험 과정을 경험해 본 기억이 있다. 그 때 항상 호스로 연결된 수도의 밸브를 열어서 물이 흐르도록 했어야 했는데, 왜 그렇게 해야하는지 모른 채 그렇게 해야하니까 그냥 했다. 감압시켜주는 장치를 Aspirator 아스피레이터라고 하고, 모터를 사용하거나 물을 사용하는 두 가지 방법이 대표적이다. 모터 방식은 직접적으로 공기를 빼서 감압시켜주는 방식이라면(아보가드로 법칙; 몰 수의 감소 -> 압력의 감소) 물을 사용하는 방식은 물의 흐름을 이용해 감압시켜줄 수 있다. 후자의 방법의 원리가 잘 이해되지 않아 구글링을 해보았다. '감압 시 물을 흘려주는 이유' -> 안 나옴 '감압 여과 원리' ..

반응 자유에너지(△rG, 델타 리액션 G)와 표준 반응 자유에너지(△rG˚, 델타 리액션 G 제로)

까먹기 전에 기록. 오늘 논문 자격 시험 제출 시험을 대비하기 위한 스터디를 하고, 물리화학 내용을 전혀 모르겠어서 멘붕. 더군다나 두 과목 합 100점 만점 중 60점 이상 통과가 아니라, 두 과목 각각 100점 만점 중 둘 다 60점을 넘겨야 통과라고 하여.. 2차 멘붕. ㅠㅠ 본 포스팅은 전적으로 아래 포스팅을 참고하였고, 이를 통해 공부한 내용을 '나의 언어'로 다시 표현하기 위해 작성함. 자유에너지와 화학 평형의 위치 (tistory.com) 자유에너지와 화학 평형의 위치 0. 들어가기 더보기 2015 개정 교육과정 "화학2" 교과목에서 깁스 자유에너지가 빠졌다. 정확하게는 과학 계열 전문 교과로 분류되는 "고급 화학"으로 올라가버렸다. 학생들의 진로 선택 교과로 분 stachemi.tistor..

07. 산과 염기의 정의

여느 때와 같이 열심히 학습지를 만들고 “잘” 가르치기 위해 고민하던 나에게 대학 동기가 웬 논문 하나를 메일로 던져준다. 그리고 그 논문이 한 제자를 발견하게 만들고 그 제자는 나의 교육관을 완전히 바꾸어 놓게된다. 마법 같은 일이 바로 이 학술지 논문에서 시작되었다. 산과 염기는 초등학교부터 배우는 아주 친숙한 주제이다. 흔히 물에 녹아 수소 이온을 내놓으면 산, 물에 녹아 수산화 이온을 내놓으면 염기라는 정의는 아레니우스 산-염기 개념에 기반한다. 2015 개정 교육과정에서는 화학 평형에 대해 배우고 산과 염기 단원이 등장하는데, 바로 아레니우스 산-염기 개념보다 더 넓은 범위의 설명 체계를 가진 브뢴스테드-로리 산-염기 개념을 도입하기 위함이라는 생각이 든다. 브뢴스테드-로리 산-염기 개념은 아레..

06. 용해 평형과 용해 속도

닫힌 진공 용기에 물만 넣고 충분한 시간이 지나면 동적 평형에 도달하여 수증기와 물이 공존하게 되고, 물이 수증기로 증발하는 속도와 수증기가 물로 응축하는 속도가 같아진다. 이 때, 처음부터 동적 평형에 도달할 때까지 증발 속도는 변하지 않고 일정한데, 그 이유는 물의 증발 속도는 물의 전체 양에 의존하지 않고 '증발'이라는 현상이 물의 표면에서만 일어나므로 물의 표면적과 온도, 그리고 압력에 의존하기 때문이다. 물의 표면적이 클수록, 온도가 높을수록, 압력은 낮을수록 증발 속도는 증가한다. 즉, 물의 표면적과 온도, 압력이 일정하다면 증발 속도는 일정하다. 물이 증발함에 따라 증가하는 수증기 분자에 의해 물에 가해지는 압력은 증가하겠지만, 25℃에서 증발에 의한 수증기의 압력은 매우 작기 때문에 무시할..

04. 모세관 현상

모세관 현상을 설명하기 위해서는 응집력과 부착력에 대한 이해가 필요하다. 응집력은 액체 내에서 액체 분자 간 응집하려는, 모이려는 인력을 의미하고, 부착력은 액체와 다른 물질 사이에 작용하는 인력을 의미한다. 유리는 이산화규소(SiO2)의 비결정성 고체로서 규소 원자와 산소 원자의 전기음성도 차이로 인해 규소 원자는 부분적인 양전하, 산소 원자는 부분적인 음전하를 띤다. 이로 인해 극성 분자인 물 분자와 강한 인력이 작용하게 되고 유리에 대한 물의 부착력을 강하게 만든다. 1. 물 (부착력>응집력) 부착력의 작용과 표면적을 최소화하기 위한 표면장력의 작용이 반복되어 유리관 속 수면이 올라가다가 올라간 물 기둥에 작용하는 중력과 부착력이 같아지는 지점에서 멈춘다. 유리관이 얇을수록 더 높이 올라가는 이유는..