[일반화학실험]엔탈피 측정

소개글

"[일반화학실험]엔탈피 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
가. 산과 염기의 중화 반응을 이용하여 엔탈피를 측정하고 엔탈피가 상태함수임을 확인한다
나. 헤스의 법칙을 이용하여 열역학 제1법칙(에너지 보존의 법칙)을 증명한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 배경
“우주의 에너지는 일정하다”는 열역학 제1법칙은 “에너지” U와 “엔탈피” H라는 열역학적 양을 정의한다. 계가 부피팽창에 의한 일(PV일)만을 할 수 있는 경우에 계의 상태 변화 에 의하여 출입하는 열의 양은 상태 변화의 조건에 따라서 다음과 같게 된다.
여기서 와 는 각각 일정한 부피와 일정한 압력에서의 상태 변화에서 출입하는 열의 양을 나타낸다. 상태변화에 따라 출입하는 열의 양을 측정해서 알아낸 에너지와 엔탈피의 변화는 화학반응의 평형 조건이나 자발 적인 변화의 방향을 알아내는 중요한 정보를 제공하게 된다.
엔탈피는 상태함수이므로 상태변화에 따른 엔탈피 변화량, 즉 반응열은 반응 경로에 상관없이 언제나 일정하다. 따라서 여러 단계를 거쳐서 화학 반응이 일어나는 경우에 각 단계에서의 반응열을 모두 합하면 반응 전체에서 일어나는 반응열과 같게 되며 이것을 “헤스의 법칙”이라고 부른다.
본 실험에서는 강염기인 수산화나트륨과 강산인 염산의 중화 반응을 다음과 같이 두 가지 방법으로 진행시키면서 반응열을 측정하여 헤스의 법칙이 성립하는 것을 확인했다. 고체 수산화나트륨을 염산에 넣으면 중화반응이 일어나고 이때의 반응열을 Δ라고 부르기로 한다.
수산화나트륨과 염산의 중화반응은 다음과 같이 두 단계로 일어나게 만들 수 있다. 즉, 고체 수산화나트륨을 먼저 물에 녹여서 NaOH 수용액 을 만들고 (반응2), 그 수용액을 염산으로 중화시킨다(반응3).

참고 자료

표준일반화학실험 제6판, 대한화학회, 천문각, 2016, p103~109
일반화학 제13판, Brown, 자유아카데미, 2016, chapter5