Fisher 장력계를 사용하여 표면장력을 측정하자.(물리실험)

물리화학-   표면장력

  측정실험

목     차

 목    적

 실험 이론

 실험 기구 및 시약

 실험 방법

 실험 결과 및 분석

 주의 사항

 참고 문헌

목     적

 Fisher 장력계를 사용하여 표면장력

  을 측정하여 보고, 표면장력이 생기는 

  원인과 표면장력 차이의 원인 등에 대

  해 생각해본다.

실험이론

표면장력이란?

 분자력에 의하여 액체가 수축하여 표

   면적을 될 수 있는 한 작게 하려는 성

   질  

분자력

 분자력 : 분자 상호간에 작용하는 인       력      

 응집력 : 같은 종류의 분자끼리 작용        하는 분자력 

 부착력 : 다른 종류의 분자끼리 작용하는 분자력          

모세관 현상

 액체가 모세관 속을 상승하려는 것은 액체의 표면장력 때문이며 이 현상을 모세관 현상이라 한다.

 부착력의 크기는 온도,고체면의 종류 상태에 따라 변한다.

모세관 현상

  부착력> 응집력 

  물은 고체면을 퍼지면서 적시게 된다.

  부착력 <응집력

  물방울과 같은 곡면을 형성한다.

장력계 조작법

 장력계를 수평으로 

   맞춘다.

 다리의 나사를 돌려

   가면서 수포의 물방

   울이 가운데 원 안

   으로 들어오도록 하

   면 된다.

장력계 조작법

 장력계의 다이얼을

   0으로 맞춘다.

 조정나사를 가지고 

   고리가 달려있는 토

   오숀지레를 수평위치에 맞춘다.

장력계 조작법

 표면장력을 측정하 

   려고 하는 액체에  고리에 접촉시킨다.

 나사를 돌려서 고리에 힘을 가한다.

 고리가 떨어지는 순간을 측정한다.

실험 기구

 Fisher 장력계

 메스실린더100㎖  1개

 유리접시 3개

 버너

 스포이드

 비커10개

 피펫25㎖ 2개

 버니어 켈리퍼스

 온도계

 항온조

시 약

 벤젠

 메틸에틸 케톤

 메탄올 수용액 (V/V:100%,90%,80%,

   60%,50%,40%,20%)

 증류수

실험 방법

실험방법1(모세관 이용)

 모세관(내경 반지름r)을 액체(증류수,에탄올,아세톤)을 각각 담은 비이커에 똑바로 수직으로 세운 후 스탠드에 고정 시킨다.

 시간이 흐른 후 액체 상승 높이 h를 측정한다.(수면으로부터 올라간 길이)

실험방법1

 다음 식을 이용하여 표면 장력을 계산한다.

  

      r:모세관 반경            

      h:모세관 액체

         상승 높이

      d:액체 밀도

      g:중력가속도

단위유도

  

 

 

실험 방법2(Fisher 장력계)

 장력계 다이얼을 보정한다.

 Methly alcohol 부피 퍼센트의 시약을 준비한다. (0%, 7.5%,10%, 25%, 50%,60%, 80%, 90%, 100%) 

 고리를세척한다.(벤젠→메틸 에틸 케톤→불꽃에 가열)

실험 방법2

 각 시약을 20℃, 30℃, 50℃에서 표면장력을 측정한다.

 재현성을 높이기 위해 3회씩 반복 한다. 

 측정한 값을 식에 대입하여 표면장력을 구합니다.

실험 결과 

        및 분석

표면장력 구하는 식

 표면장력  

 겉보기 표면장력(B)

  

   B=액면에서 빠져 나올 때의 다이얼눈금 

         한눈금의 표면 장력

   

한눈금의 표면장력(A)

보정곡선

보정곡선을 사용할 때 필요 식

Data

밀도에 따른 표면장력의 비교

자료 값의 비교

이론 값

주의 사항

 표면 장력은 불순물에 매우 민감하다 따라서 액체와 접촉하게 되는 모든 부분들은  깨끗하게 해야 한다.

 표면 장력은 온도에 따르는 변화가 상당히 크므로 정밀하게 특정 하려면 온도를 잘 조절해야 한다.

기타

 표면장력의 물리적 정의

  단위 면적의 표면을 만드는데 필요한 일

 Dyne-힘의 CGS단위로 질량 1g의 물체에 작용하여 1cm2 의 가속도가 생기게 하는 힘