이산화탄소 승화열 일반화학실험

소개

일반화학실험 준비보고서- 이산화탄소 승화열

목차

1)실험 날짜
2)실험의 목적(목표)
3)서론과 원리:
4)시약(성질) 및 기구:
5)실험방법:
6)예상결과:

본문내용

3)서론과 원리:
일정한 압력과 온도에서 고체 상태에 있는 물질에 열을 가해주면 분자의 운동에너지가 커져서 액체가 되고, 열을 더 많이 공급해주면 분자가 주위에 있는 다른 분자들의 인력을 벗어나서 마음대로 돌아다니는 기체가 된다. 이처럼 일정한 압력과 온도에서 물질의 상 변화를 일으키기 위해서 공급해주어야 하는 열에너지의 양을 "녹음열" (또는 "녹음엔탈피")과 "기화열" (또는 "기화엔탈피")이라고 한다.

이산화탄소는 상온, 상압에서 기체로 존재하는 무색, 무미의 물질로 독특한 특성을 가지고 있다. 이산화탄소는 압력이 5.11기압 이상이 되어야만 액체로 존재할 수 있고, 고체 이산화탄소는 -78.5℃가 되어야만 증기압이 1기압이 되기 때문에 상온에서 드라이아이스는 고체가 액체를 거치지 않고 바로 기체로 변하는 "승화" 현상이 관찰된다. 드라이아이스가 승화할 때 주위로부터 상당한 양의 열을 흡수하기 때문에 온도를 낮추기 위한 냉매로 많이 사용된다. 화학변화가 일어날 때 흡수되거나 방출되는 열을 측정하는 장치를 "열량계"라고 한다. 이 실험에서는 스타이로폼으로 만든 1회용 컵(종이컵)을 열량계로 사용하는데, 컵에 담긴 물 속에서 일어나는 화학 변화에서 열이 방출되거나 흡수되면 물의 온도가 변화하고, 물의 온도 변화와 물의 양으로부터 방출되거나 흡수된 열의 양을 간단하게 계산할 수 있다.

컵 속에 w g의 물이 들어 있었고, y g의 드라이아이스가 승화하면서 물의 온도가 ∆T만큼 떨어졌다면,
드라이아이스가 흡수한 열의 양 Q = 4.18(J/g)w(g)∆T(℃)로 주어짐
드라이아이스 1g의 승화열은 ∆H승화 = Q(J)/y(g)로 계산
⋅상변화
물질은 흔히 기체, 액체, 고체로 존재한다. 물질을 구성하는 분자들 사이에는 인력이 작용하고 있으며, 인력의 크기는 물질에 따라 매우 다양하다. 또한 분자들은 온도에 따라서 결정되는 열에너지를 가지고 있다. 즉, 높은 온도에 있는 분자들은 큰 운동에너지를 가지고 있고, 운동에너지를 잃어버리게 되면 물질의 온도가 낮아진다. 따라서 높은 온도에 있는 물질은 분자의 운동에너지가 분자들 사이에 작용하는 인력보다 대단히 크기 때문에 분자들이 마음대로 돌아다니는 기체로 존재하게 되고, 온도가 낮아지면 분자의 운동에너지가 분자들 사이에 인력을 이기지 못하기 때문에 분자들이 인접하여 존재하는 액체 또는 고체가 된다.

참고자료

· Masterton, 일반화학4판 , 자유아카데미
· Oxtoby, 현대일반화학, 자유아카데미
· 대한화학회, 일반화학실험, 천문각