[화공생물공학기초실험] 반응열 측정과 Hess의 법칙

소개

동국대학교 2022-2 화공생물공학기초실험 A+ 결과레포트

목차

1. Abstract

2. Introduction

3. Materials & Methods
1) 실험 기구 및 시약
2) 실험 방법

4. Results
1) 반응(1)의 반응열 측정 결과
2) 반응(2)의 반응열 측정 결과
3) 반응(3)의 반응열 측정 결과
4) 표준생성엔탈피를 사용한 각 반응의 이론적 반응열

5. Discussion
1) ΔH의 실험값과 이론값 비교
2) 실험값 ΔH₁과 ΔH₂+ΔH₃의 비교

6. Conclusion

7. Reference

본문내용

본 실험에서는 수산화나트륨과 염산의 중화반응을 한 단계 및 두 단계로 진행했을 때, 단계별 반응열을 측정해 Hess의 법칙을 적용하고 이해하는 것을 목표로 한다.
화학반응 시에 주로 1mol의 물질이 반응할 때 출입하는 에너지를 반응열이라 한다. 반응열은 반응에 따라 생성열, 연소열, 중화열, 용해열 등으로 나뉜다. 반응열을 측정할 때는 외부와의 에너지 교환이 차단된 열량계를 사용한다. 스티로폼열량계와 봄베열량계 모두 반응이 일어날 때 물의 온도변화를 측정해 반응열을 계산한다.
열량(Q)=열용량(C)×온도변화(Δt)=비열(c)×질량(m)×온도변화(Δt)이므로 열량계를 사용해 측정한 온도 변화량으로 물질이 방출하거나 흡수하는 총열량을 구할 수 있다. 열용량이란 물질의 온도를 1℃ 높이는데 필요한 열량으로, 물질의 종류와 양에 따라서 다른 값을 가진다. 비열은 물질 1g의 온도를 1℃ 높이는 데 필요한 열량이다. 열량계에서 측정한 열량(Q)을 반응열(ΔH)와 같다고 할 수 있는 이유는, 실험이 1기압의 등압조건에서 진행되므로 ΔH=Q의 식이 성립하기 때문이다.

참고자료

· 화공생물공학과 교수진. “화공생물공학기초실험”. 동국대학교 화공생물공학과. 2022. pp. 48–50.
· 박현미 ( Hyunmi Park ), 서정쌍 ( Jung Sang Suh ),and 정대홍 ( Dae Hong Jeong ). "산 염기 중화반응에 따른 부피 증가의 원인 탐구." 현장과학교육 1.1 2007. pp. 5-11.
· 방성호, 이용수, 이석호, 이광순. 산업용 회분식 반응기에서의 반응열 측정과 응용에 관한 연구. 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집, 1(1), 1992. pp. 931-936.
· 오은미. "고등학교 과학 교과서에 제시된 산·염기 중화반응의 중화열 측정실험의 비교 분석 및 개선." 국내석사학위논문 한국교원대학교 대학원, 2005. 충청북도