[A+] 화학반응의 엔탈피 측정 (화학실험 A+ 및 보고서 모두 만점)

소개글

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목차

1. 실험목표

2. 이론적 배경
가. Calorimeter
나. Enthalpy of Reaction
다. Heat of Reaction
라. Neutralization Reaction
마. Intensive Property
바. Extensive Property
사. Extrapolation

3. 실험 기구 및 시약
가. 실험 기구
나. 시약

4. 실험 과정

5. 실험 결과
가. 실험 환경
나. 측정장비 및 기구
다. 실험 결과

6. 실험 결론 및 토의
가. 외삽의 적용과 온도변화 그래프의 해석
나. 엔탈피값의 보정과 외삽의 효과 확인

7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목표
산 염기 중화반응을 통해 최적의 엔탈피 변화량을 결정할 수 있다.

2. 이론적 배경
가. Calorimeter
Calorimeter는 반응이나 물리적 변화에서의 열 흐름을 측정하기 위한 기구이다. 흔히 물질의 비열이나 열용량, 엔탈피 등을 측정하는 Calorimetry에 필요한 필수적인 기구이다.
Calorimeter의 가장 기본적인 원리는 흡수 또는 방출되는 열이 Calorimeter로 전달된다는 것이다. 이 전달된 열에 의해 Equation 1.의 식을 만족하는 온도 변화가 발생하게 된다. 만약, 열이 주어진다면 온도가 상승하고, 열을 빼앗긴다면(계 기준) 온도가 감소하게 된다.

<중 략>

Figure 5.의 온도 변화 그래프는 처음에는 일정하다가, 가파른 기울기로 증가하다가, 다시 완만히 감소하는 형태를 보인다. 처음에 일정한 구간(붉은색)은 스타이로폼 열량계에 1.0M HCl 50ml만 들었을 때의 상태이다. 그러다가, 1.0M NaOH 50ml를 넣는 순간, 가파른 기울기로 온도가 증가한다. (파란색 구간) 하지만, 온도는 최고점을 찍고, 완만히 감소한다. (초록색 구간) 반응이 완결되고, 온도가 서서히 주위 온도와 맞춰 가기 때문이다. 온도가 일정한 기울기로 감소하는 이유는 실제로 완벽한 단열이 불가하기 때문이다. 완벽한 단열이 불가능한 탓에, 시간에 따라 어느정도 일정한 열 손실이 발생하기 때문에, 일정한 기울기로 온도가 감소하는 것이다.
위 문단에 나열한 결과들은 실제 실험 데이터를 해석한 결과이다. 하지만, 만약 이 실험에서 이론적으로 단열이 완벽히 잘되고, 열전도에 시간이 걸리지 않는다고 가정해보자. 그렇다면, 1.0M의 NaOH를 넣는 순간, 그 즉시 바로 온도가 최고온도까지 상승할 것이다. 또한, 주위로 열이 빠져나가기 않기 때문에(완벽한 단열), 온도는 최고온도에서 변하지 않을 것이다.

참고 자료

https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Thermodynamics/Calorimetry/Constant_Volume_Calorimetry
https://en.wikipedia.org/wiki/Calorimeter
https://www.mt.com/de/en/home/applications/L1_AutoChem_Applications/Process-Safety/heat-of-reaction.html
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Acids_and_Bases/Acid_Base_Reactions/Neutralization
https://en.wikipedia.org/wiki/Intensive_and_extensive_properties
https://en.wikipedia.org/wiki/Interpolation
https://en.wikipedia.org/wiki/Extrapolation
http://www.foosungchem.com/eng/pro/pro_data/inorg/HCl.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_hydroxide
https://www.merckmillipore.com/KR/ko/product/msds/MDA_CHEM-106498