[일반화학실험] 고체의 용해도

[일반화학실험] 고체의 용해도

1. 실험목적
고체의 용해도를 여러 온도에서 측정하여 용해도 곡선을 작성한다.

2. 이론
*용해도(溶解度, solubility) 란
특정조건하에서 하나의 물질이 다른 물질에 용해하여 포화용액을 만들 때까지 용해하는 양이다. 용해도는 온도와 압력에 의해 변화한다. 용해도를 나타내는 데는 용매 100g 당의 용질의 양 또는 몰수를 사용하는 경우가 많다. 때로는 용매일정부피당의 용질의 그램수로 나타내기도 한다.
기체의 경우를 제외하고는 압력의 용해도에 대한 영향은 거의 없으나 온도에 따른 용해도의 차이는 크게 나타남으로 용해도를 나타내는 경우 온도를 표시해야 한다. 용매가 용해시킬 수 있는 최대 양의 용질이 녹아 있는 경우 용액은 포화(saturated)되 있다고 하며 이 상태에서는 용액 속에 존재하는 용질 분자와 결정으로 존재하는 고체 분자사이에 동적 평형에 다다른 것으로 생각할 수 있다. 포화 상태를 넘어서는 양의 용질이 용해되어있는 경우 과포화(supersaturated)되어 있다고 하며 이 상태는 불안정한 상태로 물리적인 충격, 온도의 하강, 혹은 단순히 시간이 지남에 따라 안정한 포화 용액이 되기 위해 고체를 석출시킨다.
온도 변화에 따른 용해도 차를 이용하여 불순물이 섞인 혼합물로부터 순수한 결정을 얻는 방법을 재결정이라고 한다. 유기물이 아닌 경우, 고체의 용해도를 측정하는 방법은 단순히 질량을 정량하는 방법이 있으며 다른 방법으로는 알려진 질량을 이용하여 온도를 측정하는 방법이 있다.
일반적으로 고체이 용해도는 온도가 높을수록 증가하고, 기체의 용해도는 온도가 낮을수록 증가한다.
① 일정온도와 압력에서 순수 고체 시료의 용매에 녹는 양은 일정하며, 100g의 용매에 최대한 녹을 수 있는 양이 용해도 이다.

② 용해도 측정원리는 포화수용액을 만들어 그 수용액을 증발 건조하여 그 안에 녹아 있는 용질의 양을 측정하는 것이다.

여기서, S: 용해도(g/100g H2O)
m0: 증발용기의 질량 (g)
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