[일반화학실험] 질산포타슘의 용해도

소개글

[일반화학실험] 질산포타슘의 용해도

목차

1. Title

2. Date

3. Principle & 교수님 설명

4. Apparatus & Reagents

5. Procedure

6. Result
1. 용해도 곡선
1) KNO3 몰농도와 결정생성온도
① 몰농도와 온도
② 온도와 몰농도 관계
2) △H 결정
① KNO3 무게에 따른 용해도
② 용해도 곡선
➂ 기울기와 절편을 이용한 △H, △S 구하기( 흡열반응 or 발열반응)
2. 오염된 시료 회수율

7. Discussion

8. Reference

본문내용

1. Title : 질산포타슘의 용해도

2. Date : 2014년 11월 19일 수요일

3. Principle
고체 용질이 액체의 용매에 녹는 과정은 열역학적으로 다음과 같이 표현된다.
△G=△H - T△S
여기서 는 용질 분자가 용매 분자와 혼합될 때의 엔탈피의 변화이고, 는 엔트로피의 변화이며, 는 엔탈피와 엔트로피의 효과가 합쳐진 깁스에너지(Gibbbs energy)이다. 일정한 온도와 압력에서 용질이 자발적으로 녹기 위해서는 <0 이 되어야만 한다. 즉, 고체의 용질이 용매에 녹아서 에너지가 감소하거나 엔트로피가 증가하는 경우에만 용질이 자발적으로 녹게된다. 용질이 녹을 때는 언제나 엔트로피가 증가하기 때문에 항상 >0이고, 용질의 농도가 증가하면 의 값은 감소한다. 따라서 용질이 녹으면서 열이 발생하는 경우 (<0)에는 는 용질의 농도에 상관없이 언제나 0보다 작게 되어서 용매에 녹을 수 있는 용질의 양에는 아무런 제한이 없게 된다. 그러나 용질이 녹으면서 열을 흡수하는 경우(<0)에는 가 충분히 큰 경우에만 용질이 녹을 수 있으며, 더 많은 양의 용질이 녹게 되면, 의 값이 의 값과 같아지고 =0이 되어서 더 이상 용질이 녹지 않는 포화상태가 된다. 포화 상태에서는 용질이 녹으면서 에너지가 증가하는 것을 무질서도의 증가로 충분히 보상하지 못하기 때문에 용질이 자발적으로 녹지 않게 된다. 포화상태에 도달 할 때까지 용매에 녹아 들어가는 용질의 양을 용해도(solubility)라고 한다.
한편 액체나 고체와 같은 응축상에서 와 는 온도 변화의 곡이 대단히 크지 않을 경우에는 거의 일정한 값을 갖는다. 그러나 는 온도에 따라 민감하게 변하기 때문에 용해도는 온도에 따라서 달라진다. 온도가 증가하면 엔트로피 증가의 효과가 점점 더 커지기 때문에 일반적으로 용해될 때 열을 흡수하는 (>0) 물질의 용해도 는 온도에 따라 다음과 같이 증가한다.

따라서 용해도와 온도의 역수를 그래프로 그리면 용질이 녹을 때의 엔탈피 변화 를 측정할 수 있다.

참고 자료

대학화학의 기초 /Hein, Arena/ 자유아카데미/2011