‘끓는점 오름’에 대한 실증적 고찰
Empirical Investigation on ‘Boiling Point Elevation’
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초록
끓는점 오름 현상은 실생활과 연관되어 학생들의 흥미를 이끌어 낼 수 있는 좋은 개념임에도 몰랄 농도를 독립변수로 하는 비례 관계 수식으로 표현되면서 화학 Ⅱ를 선택하는 일부 학생들에게만 수식 위주로 학습이 이루어지고 있다. 본 연구는 끓는점 오름의 양적 관계를 실험을 통해 알아볼 수 있는 실험 방법을 찾아보고, 그 실험 조건을 토대로 끓는점 오름의 양적 관계를 몰 농도나 몰 분율로 설명할 수 있는지 가능성을 모색해보고자 한다. 연구 결과 모든 교과서에서 몰랄 농도와 끓는점 오름의 양적 관계를 다루고 있으며, 5 m 농도까지 끓는점 오름의 선형성을 확인할 수 있고, 2 m 정도의 묽은 용액일 때 이론값에 더욱 근접한 선형성를 얻을 수 있었다. 이론값에 가장 근접한 몰랄 농도를 토대로 몰 분율과 몰 농도로 변형하여 그래프로 그려본 결과 모두 이론값과 가까운 선형성 결과를 얻을 수 있었으며, 이론적으로도 묽은 용액에서는 몰 분율이나 몰 농도를 이용하여 끓는점 오름을 설명할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 끓는점 오름과 같이 실생활에 유용한 개념을 더 많은 학생들이 좀 더 쉽게 이해하고 탐구할 수 있는 방안을 모색하는데 목적이 있으며, 이는 교과서나 교육과정 개선과 선택 과목 수업에 활용될 수 있을 것이다.
Abstract
Boiling point elevation phenomenon is a good concept that can draw students' interest in real life, but it appears as an equation with molality as an independent variable. Therefore, only some students who choose Chemistry II are learning based on formulas. The purpose of this study is to find the best experimental conditions to understand boiling point elevation through experiments and to find the possibility which is explaining the quantitative relationship of boiling point elevation by molarity or mole fraction, not molality. The study found that the quantitative relationship between molality and boiling point elevation was described in all textbooks, and the linearity of boiling point elevation to 5 m concentration was confirmed, and the theoretical value was more approximated when it was a dilute solution of 2 m. The best experiment result was drawn in a graph showing both molarity and mole fraction and theoretically, it was possible to explain boiling point elevation using them in a dilute solution. The purpose of this study is to find ways for more students to understand and experiment with concepts useful in real life, such as boiling point elevation, which can be used in textbooks or curriculum improvement and optional subject classes.
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