28 research outputs found
Analysis and Improvement of an Experiment on Diffusion Rate of GasesIntroduced in High School Chemistry Textbooks
ํ์๋
ผ๋ฌธ (์์ฌ)-- ์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ : ๊ณผํ๊ต์ก๊ณผ(ํํ์ ๊ณต), 2012. 8. ์ ๋ํ.๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ณ ๋ฑํ๊ต ํํ โ
ก ๊ต๊ณผ์์ ์ ์๋ ๊ธฐ์ฒด์ ํ์ฐ์๋ ์คํ ์์ ๋ํ๋๋ ๋ฌธ์ ์ ์ ๋ถ์ํ๊ณ ๊ทธ ์์ธ์ ์คํ๊ณผ ์ด๋ก ์ ๊ณ ์ฐฐ์ ํตํด ์ดํดํจ๊ณผ ๋๋ถ์ด ๊ฐ์ ๋ ์คํ์ ์ ์ํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ํ๋ค. ๊ต๊ณผ์์ ์ ์๋ ๊ธฐ์ฒด์ ํ์ฐ์๋ ์คํ์ ํ์ฐ์๋ ์ธก์ ์ ๊ดํ ์ ํ์ ์ธ ์คํ์ผ๋ก ์ ๋ฆฌ๊ด ์ ๋์ ์ผ์ฐ๊ณผ ์๋ชจ๋์์๋ฅผ ๋จ์ด๋จ๋ฆฌ๊ณ ์ฌ๊ธฐ์ ๋ฐ์ํ ์ผํ์์ ๊ธฐ์ฒด์ ์๋ชจ๋์ ๊ธฐ์ฒด๊ฐ ํ์ฐํ์ฌ ๋ง๋๋ ์ง์ ์์ ๋ํ๋๋ ์ผํ์๋ชจ๋ ํฐ ๋ ์ ์์น๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. ์์ฑ๋ ํฐ ๋ ์ ์์น๊ฐ ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ผ์ ํ์ง ์๊ณ ์ด๋ํ๋ ๊ฒ์ด ๊ด์ฐฐ๋์๋ค. ์ด์ ๋ํ ์์ธ์ ์ฐพ๊ธฐ ์ํด์ ์์ํ ๊ธฐ์ฒด HCl๊ณผ NH3๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํ์ฐ ์คํ์ ์ํํ์๊ณ , ์์ฑ๋ ์ผํ์๋ชจ๋ ํฐ ๋ ๊ฐ ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ด๋ํ์ง ์๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ์๋ค. ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ์ผ์ฐ๊ณผ ์๋ชจ๋์์์ ๋๋๋ฅผ ๋ค์ํ๊ฒ ์กฐ์ ํ์ฌ ๋ ์ฉ์ก์์ HCl๊ณผ NH3 ๊ธฐ์ฒด์ ๋ถ์์ด ๊ฐ์์ง๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ฐพ์ ์ ์์๊ณ ์ด ์กฐ๊ฑด์์ ์์ฑ๋ ํฐ ๋ ์ ์์น๊ฐ ๋ณํ์ง ์์๋ค. ๊ทธ ์์น๋ ํ์ฐ์๋๋น๊ฐ ์๋ ์ถฉ๋๋จ๋ฉด์ ๊ณผ ์ผํ์์์ ์๋ชจ๋์ ๊ธฐ์ฒด ์ฌ์ด์ ์กด์ฌํ๋ ๋งค์ง์ ๊ณ ๋ คํ ์๋ ๊ณ์๋น๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ ๋์ ์ผ๋ก ๋ ์ ํํ ์ค๋ช
์ ํ ์ ์์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ๊ฐ์ ๋ ์คํ์ ํ์ต์์ ์คํ์ ๋ํ ์ดํด๋ฅผ ๋์ด๊ณ ๊ณผํ์ ๊ฐ๋
๋์ถ์ ๋์์ ์ค ์ ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค.This study is to analyze the problems observed in the experiment on diffusion rate of gases in high school Chemistry II text books and investigate the reason followed by suggestion of an improved experimental method. As typically introduced in textbooks, a few drops of HCl(aq) and NH3(aq) were dropped at both ends of a glass tube, and then the position of ammonium chloride white ring created by the reaction with HCl(g) and NH3(g) was measured. The position of the white ring changed with time. In order to investigate the reason of such change, the experiment was repeated using HCl and NH3 gases, and the position of white ring did not changed with time. Meanwhile the relative diffusion distance did not match with the theoretical expectation of the Graham's diffusion experiment but did with that of the Loschmidt's diffusion experiment. Based on this result experimental condition allowing equal partial pressure of HCl and NH3 gases in hydrochloric acid and aqueous ammonia solution, respectively was found, and under the obtained condition the position of white ring did not change and was consistent with the theoretical expectation. This study is anticipated to help learners to understand the scientific concept of diffusion through the improved experiment.๋ชฉ ์ฐจ
๊ตญ๋ฌธ ์ด๋ก โ
ฐ
๋ชฉ์ฐจ โ
ฑ
ํ ๋ชฉ์ฐจ โ
ณ
๊ทธ๋ฆผ ๋ชฉ์ฐจ โ
ต
โ
. ์๋ก 1
1. ์ฐ๊ตฌ์ ํ์์ฑ 1
2. ์ฐ๊ตฌ์ ๋ด์ฉ 3
3. ์ฐ๊ตฌ์ ์ ํ์ 3
โ
ก. ์ด๋ก ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ 4
1. ํ์ฐ์ด๋ก 4
2. Graham์ ์คํ 4
3. Loschmidt์ ์คํ 6
4. ์ ํ์ฐ๊ตฌ์ ๊ณ ์ฐฐ 9
โ
ข. ์ฐ๊ตฌ ๋ด์ฉ ๋ฐ ๋ฐฉ๋ฒ 11
1. ๊ต๊ณผ์ ๋ถ์ 11
2. ๊ต๊ณผ์ ์คํ์ ์ฌํ 11
3. HCl๊ณผ NH3 ๊ธฐ์ฒด์ ํ์ฐ ์คํ 12
4. ์์ฝ์ ๋๋์ ๋ฐ๋ฅธ ์คํ 13
โ
ฃ. ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋
ผ์ 14
1. ๊ต๊ณผ์ ๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ 14
2. ๊ต๊ณผ์์ ์ ์๋ ์คํ์ ๋ฌธ์ ์ 15
3. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ถ์๊ณผ ๋ฌธ์ ์ ์์ธ ๋ถ์ 17
4. ๊ฐ์ ๋ฐฉ์ ์ ์ 21
โ
ค. ๊ฒฐ๋ก ๋ฐ ์ ์ธ 26
์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ 28
Abstract 31Maste