제 11 장 . 기체와 분자 운동론

1. 제 11장. 기체와 분자 운동론 11-1 고체, 액체 및 기체의 비교 낮은 온도, 높은 압력

2.  기체로 존재하는 물질 (25oC, 1 기압에서) 건조한 공기의 조성

3. 11-3 압력 (Pressure) 힘 (Force) 압력 (Pressure) = 면적 (Area) 질량 (mass) x 가속도 (acceleration) = 면적 힘의 SI 단위: N = kg m /s2, 압력의 SI 단위: 1 Pa = 1 N/m2 = kg/m s2 대기압(atmospheric pressure) 진공 수은 대기압 대기압

4. 표준 1 기압 (1 atm) : 1 atm = 760 mm Hg = 760 torr = 1.013 x 105 N m-2 정확하게, 1 atm = 1.01325 x 105 N m-2 = 1.01325 x 105 Pa = 101.325 kPa = 1013.25 hPa

5. 11-4 Boyle의 법칙 : 부피-압력 관계 일정한 온도에서, PV = 일정 11-5 Charles의 법칙 : 부피-온도 관계 일정한 압력에서V T P1 부피 P2 P3 온도 (oC) -273.15 oC 1848, Kelvin, 절대온도를 정의 T (K) = t(oC) + 273.154 oC

6. 11-6 표준 온도와 압력 Standard Temperature and Pressure (STP) ; 0oC (273.15 K)와 1 기압 (760 torr) 11-7 결합기체 방정식 P1V1 P2V2 = T1 T2 11-8 Avogadro 법칙과 표준 몰 부피 부피-양과의 관계 같은 온도, 압력에서 모든 기체는 같은 부피 속에 같은 분자수가 존재한다. 일정 온도와 압력에서 기체의 부피는 기체 분자의 몰수에 비례 V n STP 상태에서 이상기체의 표준 몰 부피는 22.414 L 이다.

7. 11-9 기체법칙의 요약: 이상 기체 방정식 R : 기체 상수 R = 11-8 기체 물질의 분자량과 분자식의 결정 예제 11-12. 100 oC, 750 torr에서 한 기체시료 0.109 g의 부피는 112 mL

8. 0.109 g 0.109 g = 0.00361 mol 분자량 = =30.2 g/mol 분자량 0.00361 mol 11-11 Dalton의 분압법칙

9. ; A의 몰분율(mole fraction) 물 위에 포집된 기체 (예제 11-19) 수상치환 Zn(s) + 2H+(aq)  Zn(aq) + H2(g)

10. 760 PH2O (mmHg) 100 t(oC) PH2= Patm–PH2O = 748 torr – 19 = 729 torr = 0.959 atm 예제 11.19

11. 11-13 분자운동론 (by Clausius) 이상 기체에 대한 분자 운동론의 주요 가정 1.기체 부피에 비해 각 기체분자의 부피는 매우 작다. 2.기체분자는 속도가 변하는 연속적이고 무질서한 운동을 한다. 3.기체분자는 완전 탄성 충돌을 한다. 4.기체분자 간에는 인력이나 반발력이 없다. 기체 분자의 평균 운동에너지(Kinetic energy) K.E.=

12. 기체의 속력 분포; Maxwell’s distribution of gas velocity low T high T root mean square speed ; (평균 제곱근 속력)

13. 11-14 기체의 확산과 분출 확산 (diffusion) 평균자유행로(mean free path): 확산의 방향 ; 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 net direction of diffusion

14. 확산속도 (rate diffusion) ; 같은 온도에서 분출 (effusion) 분출속도 (rate of effusion);

15. 분출에 의한 동위원소의 분리 우라늄 동위원소 + (0.72%) (99.28%) F2 235UF6 238UF6 + 2000번 유출 분리 (0.72%)x(1.0043)2000 235UF6  99 %235UF6

16. 11-15 실제기체: 이상성에서의 벗어남 압력이 높아지거나, 온도가 낮아지면 이상 거동에서 벗어나기 시작한다.