[일반화학실험]질산포타슘의 용해도(예비, 결과 모두 포함)

소개

제가 화학실험시간에 썻던
질산 포타슘의 측정 예비및 결과 레포트 입니다.
많은 도움이 되셨음 하네요..

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험기구및 시약
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 검토및 토의
7. 결론
8. 참고 문헌

본문내용

2. 실험 이론
고체 용질이 액체 1의 용매에 녹는 과정은 열역학적으로 다음과 같이 표현된다.
△G=△H-T△S
여기서 △H는 용질 분자가 용매분자와 혼합될 때 엔탈피의 변화이고, △S는 엔트로피 변화이며 △G는 엔탈피와 엔트로피가 합쳐진 깁스에너지이다.
일정한 온도와 압력에서 용질이 자발적으로 녹기 위해서는 △G<0이 되어야 한다.
즉, 고체의 용질이 용매에 녹아서 에너지가 감소하거나 엔트로피가 증가하는 경우에만 용질이 자발적으로 녹게 된다. 용질이 녹을때는 언제나 엔트로피가 증가하기 때문에 항상 △S>0이고, 용질의 농도가 증가하면 △S값은 감소한다.
따라서 용질이 녹으면서 열이 발생하는 경우에는 △G는 용질의 농도와는 상관없이 언제나 0보다 작게 되어서 용매에 녹을 수 있는 용질의 양에는 아무런 제한이 없게 된다. 그러나 용질이 녹으면서 열을 흡수하는 경우에는 △S가 충분히 큰 경우에만 용질이 녹을 수 있으며, 더 많은 용질의 양이 녹게 되면 △H의 값이 T△S의 값과 같아지게 되고 △G=0이 되어서 더 이상 용질이 녹지 않는 포화상태가 된다. 포화상태에서는 용질이 녹으면서 에너지가 증가하는 것을 무질서도의 증가로 충분히 보상하지 못하기 때문에 용질이 자발적으로 녹지 않게 된다. 포화상태에 도달할 때까지 용매에 녹아들어가는 용질의 양을 용해도라 한다.
한편 액체나 고체와 같은 응축상에서 △H와 △S는 온도변화의 폭이 대단히 크지 않을 경우에는 거의 일정한 값을 갖는다. 그러나 △G는 온도에 따라 민감하게 변하기 때문에 용해도는 온도에 따라서 달라진다. 온도가 증가하면 엔트로피 증가의 효과가 점점 더 커지기 때문에 일반적으로 용해될때 열을 흡수하는 물질의 용해도는 온도에 따라 증가한다.
따라서 용해도와 온도의 역수를 그래프로 그리면 용질이 녹을 때는 엔탈피의 변화 △H를 측정할 수 있다.
이 실험에서는 비교적 용해도가 큰 질산 포타슘의 용해도가 온도에 따라서 어떻게 변화하는 가를 살표보고, 이를 이용해서 융해열을 구한 다음 용해도의 차이를 이용해서 불순물이 혼합된 질산포타슘을 깨끗하게 정제하는 방법을 알아본다.

참고자료

· 1)일반화학(백산 출판사, 화학교재편찬회, 1997)
· 2)일반화학(신광 문화사, 신진수, 1994)