[일반화학실험] 질산 포타슘 용해 반응의 반응열 측정

소개글

[일반화학실험] 질산포타슘 용해 반응의 반응열 측정 예비 및 결과레포트 합본입니다.

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목차

1. 실험목적(Purpose)

2. 실험이론(Theory)

3. 실험기구 및 시약(Apparatus and Reagents)

4. 실험방법(Procedures)

5. 실험데이터 및 결과(Data and Results)

6. 토의(Discussions)
1) 오차원인
2) 고찰

7. 참고문헌(References)

본문내용

1.실험목적 (Purpose)

온도에 따른 질산 포타슘의 물에 대한 용해도 변화를 측정하여 용해 과정의 융해열과 용해 엔트로피를 구하고 반응의 자발성을 판단한다.

2.실험이론 (Theory)

용해도를 측정하기 위해서는 우선 용해도 평형 과정을 이해해야 한다. 용해도 평형은 고체를 녹여 수용액을 만들 때 수반되는 동적 평형의 한 예이다. 일정한 온도에서 NaCl을 물에 넣으면 고체 표면에서부터 용해가 시작되어 용액 중 Na+와 Cl-이온의 농도가 증가한다. 시간이 지나면서 역과정인 침전 반응이 일어나 정반응과 역반응의 속도가 같아지는 동적 평형에 도달하여 반응물과 생성물의 농도가 더 이상 변하지 않는 상태가 된다. 이를 화학 평형이라고 하고, 용해도 평형을 이루는 용액을 포화 용액이라고 한다.
물에 잘 용해되지 않는 난용성 염의 경우에도 용해도 평형을 다음과 같이 나타낼 수 있다.
CaF_2 (s) ⇄Ca^(2+) (aq)+2F^- (aq) 5.1
용해도 평형 과정의 평형 상수를 용해도곱이라고 하며 다음과 같이 나타낼 수 있다.
K_sp=[Ca^(2+) ] [F^- ]^2 5.2
모든 평형 상태의 평형 상수는 일정한 온도에서 반응물과 생성물의 평형 농도곱의 비를 의미한다. 따라서 CaF2와 같은 난용성 염의 평형 상수는 크기가 작고, NaCl과 같은 가용성 염의 평형 상수는 매우 크다.
식 5.1과 같이 두개 이상의 상을 포함하는 불균일 평형의 경우 평형의 위치가 순수한 액체나 고체의 양에 무관하므로 이들 농도를 평형식에 포함시키지 않는다.

1) 용해도

용해도는 특정 온도와 압력에서 용매에 포화될 때까지 녹을 수 있는 용질의 양을 농도로 나타낸 것이며, 몇가지 방법으로 표현할 수 있다.

1. 몰 용해도 : 1L의 포화용액에 녹아 있는 용질의 몰 수

참고 자료

일반화학실험교재, 서울시립대학교
McMurry*Fay, 일반화학2판
https://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Enzyme/Gibbs_free_energy
http://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamic_potential
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%97%AC%EB%A6%84%ED%99%80%EC%B8%A0_%EC%9E%90%EC%9C%A0_%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80