[물리화학실험] 연소열 측정

소개글

유기물질의 연소열을 측정함으로써 bomb 열량계의 조작 및 사용방법을 배운다.

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 실험원리
4. 실험에 필요한 약품과 일반기구 및 기계기구
5. 실험방법
6. 실험 결과 및 고찰
7. 실험 보고서에 인용된 기호
8. 참고문헌
9. 비고

본문내용

2. 실험목적
유기물질의 연소열을 측정함으로써 bomb 열량계의 조작 및 사용방법을 배운다.

3. 실험원리
봄베열량계는 연료 및 순수한 유기화합물들의 연소열을 결정하는데 사용하는 기구이다. 연소 봄베는 耐腐飾性 금속으로 만들어져 있으며, 이 안에 연소열을 측정하려고 하는 시료를 넣는다. 시료와 전선을 봄베 속에 잘 넣은 후, 산소기체를 열량계에 대한 설명서에 지시되어 있는 대로 봄베 속에 넣는다.
결합된 봄베를 규정된 양의 물이 들어있는 물통 속에 넣는다. 물통은 주위로의 열손실을 줄이기 위해 절연공간으로 둘러싸여 있다. 연소에 따르는 온도상승을 온도계로 읽는다. 교반기로 저어주면 온도 분포가 균일해진다.
열손실을 더 방지하는 장치는 두 가지가 다르다.
첫 번째, 물통을 둘러싸고 있는 절연공간이 다시 물에 둘러싸여 있다. 시료가 연소하는 동안에 봄베를 둘러싸고 있는 물의 온도가 상승함에 따라 이 바깥쪽의 물의 온도도 올려준다. 이런 장치를 단열장치라 하고, 이와 같은 열량계를 단열 열량계라 한다.
두 번째, 절연공간을 다기 공기쟈켓이 둘러싸고 있다. 이 공기쟈켓은 절연성이 높지만 열손실을 완전히 방지하지는 못한다. 이런 열량계를 공기쟈켓형 열량계라 한다.
어떤 형태의 열량계를 사용하든지 열량계의 열용량을 먼저 구해야 한다. 열용량은 열량계 전체의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량이다. 이것은 연소열을 미리 알고 있는 물질 시료를 태워서 구한다.(순도가 높은 벤조산 사용) 시료의 연소에 의한 온도상승을 측정하고 연소시 발생된 열량을 계산한다. 이 두 값으로부터 열량계의 열용량을 계산할 수 있다.
봄베열량계를 써서 연소열을 결정할 때는 모든 측정이 일정한 압력에서가 아니라 일정한 부피에서 행해졌다. 따라서 계산된 연소열은 ∆H가 아니라 ∆E이다.

참고 자료

① CRC Handbook of chemistry and physics, 80th edition
② 대한화학회, 「표준일반화학실험」, 천문각, 1999년, p300
③ 「두산세계대백과사전」
④ http://www.kowaco.or.kr/
⑤ H.W.Salzberg, 「물리화학실험」, 형설출판사, 1983년, p106~108