용해열

소개

"용해열"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
1) 용액의 형성
2) 열량계
3) 격자 에너지(격자 엔탈피), 수화열(수화 엔탈피)

3. 시약 및 기구
1) Reagent (시약)
2) Instrument & Apparatus (기구 및 초자)

4. 실험방법

5. 결과

6. 고찰
1) Calcium chloride의 용해열의 부호를 생각해 보시오.
2) Calcium chloride가 물에 녹는 과정에서 엔트로피가 증가하는 이유에 대하여 설명하시오.
3) 나의 실험에 관한 discussion과 오차의 이유 (실험에서 구한 염화 칼슘의 용해열과 실제 용해열이 같지 않은 이유)

본문내용

3. 실험 목적
염화 칼슘과 질산 암모늄이 물에 녹는 과정에서 발생하는 열(용해열)을 측정하고 용해열의 발생 원리를 이해한다.

4. 실험 원리
1) 용액의 형성
용질(solute)이 용매(solvent)에 녹아 있는 상태를 용액(solution)이라고 한다. 용액이 형성되는 과정을 열역학적으로 고찰하기 위해서는, 용액의 형성 과정을 다음과 같이 세 단계로 나누어 생각한다. 첫 단계로 자기들끼리 뭉쳐 있는 용질 분자는 확장되어 개별 분자로 분리되어야 한다. 두 번째로 자기들끼리 뭉쳐 있는 용매 분자는 확장되어 용질 분자가 들어갈 공간을 만들고 마지막으로 용질 분자와 용매 분자는 상호 인력에 의하여 섞여 용액을 형성한다. 용액 형성의 각 단계에서 에너지(열)의 출입이 있게 되는데, 천 단계와 두 번째 단계에서는 자기들끼리 뭉쳐 있는 것을 분리하기 위하여 열을 가해 주어야 하고, 마지막 단계에서는 용질 분자와 용매 분자 사이에 잡아당기는 힘이 작용하므로 열을 내어 놓게 된다. 각 단계에서 출입하는 열을 ∆H1, ∆H2,∆H3라고 하면 전체적으로 용질이 용매에 녹아 용액을 형성하는 과정에서 ∆H1 + ∆H2,+∆H3만큼의 열이 출입한다. 이를 용해열(heat of solution) 또는 용해 엔탈피(enthalpy of solution)라고 한다. 용해열은 ∆H1, ∆H2,∆H3 사이의 상대적인 크기에 따라 양(흡열 반응) 또는 음(발열 반응)이 될 수 있다.
이번 실험에서는 염화 칼슘(CaCl2)이 물에 녹는 과정에서 발생하는 열을 측정한다.
CaCl_2 (s)+ H_2 O(l)→Ca^(2+) (aq)+2Cl^- (aq)∆H용해 = -82.93 kJ/mol
NH_4 NO_3 (s)+H_2 O(l)→〖NH_4〗^+ (aq)+〖NO_3〗^- (aq)∆H용해 = 26.7 kJ/mol
위에서 보듯이 염화 칼슘이 녹는 과정에서는 열이 발생하고 질산 암모늄을 녹이기 위해서는 열을 가해야 한다.

참고자료

· 이홍인. (2016). 일반화학실험 (제 1판 6쇄) 파주: 자유아카데미. (P. 95~102
· NAVER 지식백과(화학백과). 격자 에너지. 2020년 6월 14일 일요일
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5827548&cid=62802&categoryId=62802
· NAVER 지식백과(두산백과). 수화열. 2020년 6월 14일 일요일
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1116038&cid=40942&categoryId=32252
· NAVAER 지식백과(두산백과). 염화칼슘. 2020년 6월 14일 일요일.
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1127042&cid=40942&categoryId=32260