서울대 화학실험 물의 기화 엔탈피와 엔트로피 변화의 측정

소개

I. Abstract and Introduction화학반응에서 에너지와 엔트로피는 화학반응의 방향을 결정짓는 중요한 요소이다. 그런데 에너지는 우리의 일상 생활에서 비교적 쉽게 이해할 수 있지만 계의 혼란도를 나타내는 엔트로피라는 개념은 쉽게 이해하기 힘들다. Clausius는 Clapeyron 평형식을 이용하여R ln Pv = - ΔH(1/T) + ΔS라는 Clausius-Clapeyron 평형식을 유도하였다.이번 실험에서는 온도 변화에 따른 증기압의 변화를 측정하여 물의 기화에 따른 엔트로피 변화를 확인하여 보았다. 온도를 변화시키면서 물위의 공기방울의 부피를 측정하여 물의 증기압을 구하고 이를 위의 평형식에 대입하여 엔탈피와 엔트로피의 변화를 확인하였다.실험에서 측정한 값에 따르면 ΔH = 69.84kJ/mol, ΔS = 191.23J/kmol 이 나왔다. 이는 이론상의 수치인 ΔH = 44.01 kJ/mol, ΔS = 118.81 J/kmol 과 큰 차이가 났다. 이는 실험 과정중 온도를 낮추는 과정에서 외부의 온도와 시험관 안의 온도차이가 커서 나타난 오차라 생각된다.II. Procedure and Data① 1000ml 비이커에 3/4정도 물을 담고 온도계로 온도를 측정하면서 Hot plate에서 약 95℃까지 가열한다. (물의 온도가 잘 오르지 않아 Hot plate대신에 전기 곤로를 썼다.)② 다른 100ml 비이커에 얼음을 가득 넣고 증류수를 3/4정도 채운 시험관을 얼음 속에 담근후 온도계로 시험관안의 증류수의 온도를 측정한다.③ 끝이 막힌 5ml 유리 피펫의 눈금이 없는 부분의 부피를 안다.(이번 실험에서는 주어진 값을 그냥 사용하였다.) - 0.28ml④ 유리 피펫을 휴지(원래는 킴스 와이프로 닦아야 하나 휴지로 대신했다.)로 닦은 후, 유리 피펫에 증류수를 약 3/4정도 채운 다음 입구를 막고 뒤집어 공기방울이 막은 쪽으로 가게 하여 ①의 시험관에 넣는다.⑤ 시험관 안의 증류수의 온도가 약 4℃정도 일 때 유리 피펫 윗 부분에 있는 공기방울이 있는 곳의 눈금을 측정한다. - 4.0

목차

I. Abstract and Introduction

II. Procedure and Data

III. Results

IV. Discussion

본문내용

I. Abstract and Introduction
화학반응에서 에너지와 엔트로피는 화학반응의 방향을 결정짓는 중요한 요소이다. 그런데 에너지는 우리의 일상 생활에서 비교적 쉽게 이해할 수 있지만 계의 혼란도를 나타내는 엔트로피라는 개념은 쉽게 이해하기 힘들다. Clausius는 Clapeyron 평형식을 이용하여
R ln Pv = - ΔH(1/T) + ΔS
라는 Clausius-Clapeyron 평형식을 유도하였다.
이번 실험에서는 온도 변화에 따른 증기압의 변화를 측정하여 물의 기화에 따른 엔트로피 변화를 확인하여 보았다. 온도를 변화시키면서 물위의 공기방울의 부피를 측정하여 물의 증기압을 구하고 이를 위의 평형식에 대입하여 엔탈피와 엔트로피의 변화를 확인하였다.
실험에서 측정한 값에 따르면 ΔH = 69.84kJ/mol, ΔS = 191.23J/k․mol 이 나왔다. 이는 이론상의 수치인 ΔH = 44.01 kJ/mol, ΔS = 118.81 J/k․mol 과 큰 차이가 났다. 이는 실험 과정중 온도를 낮추는 과정에서 외부의 온도와 시험관 안의 온도차이가 커서 나타난 오차라 생각된다.


II. Procedure and Data

① 1000ml 비이커에 3/4정도 물을 담고 온도계로 온도를 측정하면서 Hot plate에서 약 95℃까지 가열한다. (물의 온도가 잘 오르지 않아 Hot plate대신에 전기 곤로를 썼다.)

② 다른 100ml 비이커에 얼음을 가득 넣고 증류수를 3/4정도 채운 시험관을 얼음 속에 담근후 온도계로 시험관안의 증류수의 온도를 측정한다.

참고자료

· 없음