[열역학실험 1등 A+] 용해열(용해도법)

소개

"[열역학실험 1등 A+] 용해열(용해도법)"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Date
3. Purpose
4. Principle
5. Reagents & Apparatus
6. Procedure
7. Data sheet
8. Result
9. Discussion
10. Reference

본문내용

1. Title
용해열(용해도법)

2. Date
실험일 : 2024. 09. 23

3. Purpose
유기산의 용해도를 임의의 온도에서 측정하고 그 값을 Van’t Hoff 방정식에 적용하여 유기산의 용해열을 측정한다.

4. Principle
1) 용해도는 일정량의 물에 녹은 한 물질의 양으로 보통 용매 100g당 용질의 g수로 나타낸다. 용해도는 Van’t Hoff 방정식에 의해 구하게 되며 다음 식으로 나타낼 수 있다.
log⁡S= -∆H/2.303RT+I
S : 용해도, ∆H: 용해열, I: 적분상수, R: 기체상수
Gibbs-Helmholts 방정식
[∂(∆G/T)/∂(1/T) ]_p= ∆H
∆G: Gibbs 에너지 변화, ∆H: 엔탈피 변화

편형상수와 Gibbs 에너지와의 관계식
∆G= -RT lnK
[∂((-RTlnK)/T)/∂(1/T) ]_p= ∆H
편미분 기호를 상미분 기호로 바꾸면, 일정한 압력 조건에서 다음과 같이 정리할 수 있다.
-RdlnK= ∆Hd(1/T)
-R ∫▒〖d lnK 〗= ∆H ∫▒d(1/T) ∆H=f(T)
여기서 실제 ∆H는 온도와 함수 관계에 있어서 온도 변화에 따라 ∆H값이 변화하거나 실험에서는 좁은 온도 범위를 선택하여 ∆H가 일정한 값을 가지게 되므로 적분기호 밖으로 써준다.
-R lnK= ∆H(1/T)+I(상수)
ln⁡K= -∆H/RT+I
log⁡〖K= -∆H/(2.303RT )+I〗
여기서 평형상수 K 대신에 용해도 S를 대입한다. 이는 용해도 역시 평형상수처럼 일정한 온도에서 일정한 값을 가지기 때문이다.
log⁡S=-∆ H/2.303RT+I
식 log⁡〖S_1/S_2 =∆H/2.303T(1/T_1 -1/T_( 2) )〗은 -R∫▒〖dln K〗= ∆H∫▒d(1/T) 를 K_1~K_2까지 T_1~ T_2 까지 적분하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.
-R∫_(K_1 )^(K_2)▒dlnK= ∆H ∫_(T_1 )^(T_2)▒d(1/T)
-2.303R log⁡〖K_2/K_1 〗 = ∆H (1/T_2 -1/T_1 )
log⁡〖K_2/K_1 =∆H/(-2.303R) 〗 (1/T_2 -1/T_1 )=∆H/2.303R (1/T_1 -1/T_2 )
log⁡〖S_2/S_1 〗=∆H/2.303R (1/T_1 -1/T_2 )
S : 용해도, ∆H: 용해열, R: 기체상수

참고자료

· Ligand - Wikipedia
· Solubility equilibrium - Wikipedia
· Solubility - Wikipedia
· 용해도 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)
· Le Chatelier's principle - Wikipedia
· Gibbs free energy - Wikipedia
· Van 't Hoff equation - Wikipedia
· 포화 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)
· 수산화 나트륨 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)
· 종말점 – BIC Study
· 열역학 제0법칙 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)
· 열역학 제2법칙 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)
· Gibbs–Helmholtz equation - Wikipedia
· Zeroth law of thermodynamics - Wikipedia