헤스의 법칙

소개

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목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Materials and Methods
4. Data and Results
5. Discussion

본문내용

Abstract
엔탈피는 열역학계에서 계의 내부에너지와 계가 바깥에 한 일에 해당하는 에너지 합으로 정의되는 상태함수이다. 모든 화학반응에서 이러한 엔탈피의 변화를 정확히 측정할 수 있는 것은 아니다. 그래서 화학 반응에서 반응물과 생성물이 같으며 엔탈피 변화는 법칙인 헤스의 법칙이 중요한 의미를 갖는다. 이번 실험에서는 HCl와 NaOH가 반응하여 NaOH, H2O가 생성되는 두 가지 과정의 엔탈피 변화를 측정하여, 헤스의 법칙을 확인해 보았다. 또한 MgCl2 생성 반응에서 헤스의 법칙을 이용하여 MgO의 표준생성엔탈피를 측정해보았다. 이번 실험을 통해 헤스의 법칙이 갖는 의미와 실험과정이 갖는 의미, 해스의 법칙 활용방법을알 수 있었다.

Introduction
화학반응이 일어날 경우 열이 방출되거나 흡수되게 된다. 중화열, 기화열 등이 대표적인 예이다. 이처럼 화학반응이 일어날 때에, 일정한 계에서는 계의 내부 에너지 변화가 일어나게 되는데, 그것에 열로서 가해지거나 방출되는 에너지와 같게 된다. 이와 같은 에너지 변화를 추적하게 도와주는 상태 함수가 엔탈피 이다. 여기서 상태함수는 계의 현존 상태에만 의존하고, 그 상태가 만들어진 방식에는 무관한 성질이다.
에너지는 계의 상태가 화학적, 물리적으로 변할 때 계와 계의 주변이 주고 받는 열의 변화로 나타낼 수 있기 때문에, 열역학 제 1법칙을 이용하면 계의 내부 에너지 변화(델타E)는 계가 흡수한 열과 계가 한일의 차이로 나타낼 수 있다.
델타E = Q-W
이 계가 주위의 압력에 대해 부피를 변화 시켰다면 W=P델타V가된다. 부피의 변화가 0일 때에는, 델타E=Q가 된다. 즉, 에너지 변화를 열의 출입으로 설명할 수가 있게 된다. 그러나 대기압하에서 일어나는, 압력이 일정하고 부피가 변하는 반응들을 설명할 때에는 이것이 불편해진다. 그래서 엔탈피라는 개념을 이용하게 된 것이다.
H=E+PV (H: 엔탈피, E: 계의 에너지, P: 계의 압력, V: 계의 부피)
dH=dE+d(PV)
d(PV)=dPV + PdV가 되며, dE=Q-PdV이다.
dH=Q+dPV가된다. 그래서 압력이 일정할 경우 엔탈피의 변화가 반응 전 후의 열 변화와 같아진다. dH=Q가 되는 것이다.
이 엔탈피를 사용하면, 대기압 하에서 일정한 압력 하에 일어나는 반응 들은 반응 전후의 열 출입을 이용하여 에너지변화를 알 수가 있게 된다. 그러나 실제로 일어나는 많은 반응들의 열출입을 실험적으로 직접 측정할 수 없는 경우들이많다. 그래서 엔탈피 변화를 구할 수 없는 경우가 대부분이다. 하지만 헤스의 법칙을 이용하면 충분히 알 수 있다.

참고자료

· 없음