이 실험 소개
투명한 결정화 용기를 사용해 냉각과 증발을 비교합니다. 두 방법 모두 용해된 상태로 남는 용질의 양을 줄일 수 있지만, 변화시키는 조건은 서로 다릅니다. 이 실험에서는 설명을 위한 물질에 대해 명시적으로 제시된 선형 용해도 모델을 사용하므로, 명시되지 않은 실험 표에 의존하지 않고 모든 결정 질량 예측을 확인할 수 있습니다.
학습 목표
- 물의 질량을 일정하게 유지하며 냉각한 다음, 온도를 일정하게 유지하며 증발시켜 용질을 회수합니다. 용질 수지를 확인하세요.
- 장치의 직접 제어 기능, 수치 표시 및 반복 가능한 시험을 사용해 예측을 검증하세요.
- 포함된 물리적 효과와 의도적으로 제외된 효과를 설명하세요.
사용 방법
- 1물 100 g에 용질 40 g을 넣고 80 °C에서 시작합니다. 용질이 모두 녹을 수 있는지 확인합니다.
- 2물을 증발시키지 않고 20 °C까지 냉각합니다. 결정의 질량과 용해된 용질의 질량을 기록합니다.
- 380 °C로 되돌린 뒤 물의 40%를 증발시킵니다. 냉각의 경우와 비교합니다.
- 4각 실험에서 용해된 용질과 결정의 질량을 더합니다. 용액 전체의 질량이 감소해도 이 합이 변하지 않는 이유를 설명합니다.
모델
가정
- 이 물질은 설명을 위한 이상적인 용질이며, 특정 화학 물질에 맞춰 조정된 모델이 아닙니다. 용해도는 20 °C에서 물 100 g당 20 g에서 80 °C에서 물 100 g당 50 g까지 선형으로 증가합니다.
- 고체-액체 평형은 즉시 이루어지며 종자 결정이 있습니다. 과포화, 핵 생성 지연, 결정 크기 분포 및 잠열은 고려하지 않습니다.
- 증발하는 것은 물뿐입니다. 용질은 휘발성이 없으며 고체 상태와 용해된 상태의 용질은 모두 용기 안에 남습니다. 결정 모형은 질량을 시각적으로 나타낸 것으로, 분자 수를 센 것이 아닙니다.
수업에서 해 보기
- Q1전체 용질 질량은 일정한데 결정 질량은 왜 증가할 수 있나요?
- Q2이 모델에서 용질 40 g을 막 녹아 있는 상태로 유지하려면 80도에서 물을 얼마나 남겨야 하나요?
자주 묻는 질문
이것은 측정된 질산칼륨 데이터인가요?
아니요. 용해도 법칙은 명시적으로 설정한 예시 모델입니다. 실제 물질에는 각 물질에 대한 실측 용해도 곡선이 필요합니다.
용해 가능량이 줄어들면 결정이 왜 즉시 나타나나요?
이 모델은 평형 상태와 이미 존재하는 종자 결정을 가정합니다. 핵 생성 시간이나 성장 속도는 예측하지 않습니다.