[화학]엔탈피의 변화 측정

소개글

일반화학실험 결과보고서입니다.
열량계(calorimeter)를 이용하여 반응열(heat of reaction)을 어떻게 측정하는지를 알아보고, 화학의 기본 이론 중의 하나인 Hess의 법칙을 알아봅니다. 또한 강산과 강염기의 중화반응(neutralization reaction)을 통해서 엔탈피(enthalpy)가 상태함수(state function)임을 확인하는 실험입니다.

목차

1. 목표
2. 원리
3. 측정값
4. 결과분석
5. 오차 원인 분석

본문내용

1. 목표
- 열량계(calorimeter)를 이용하여 반응열(heat of reaction)을 어떻게 측정하는지를 알아보고, 화학의 기본 이론 중의 하나인 Hess의 법칙을 알아본다. 이번 실험에서는 강산과 강염기의 중화반응(neutralization reaction)을 통해서 엔탈피(enthalpy)가 상태함수(state function)임을 확인한다.

2. 원리
1. 상태함수(State function) 및 엔탈피(Enthalpy, 1. )
어떤 계(system)가 한 상태(state)에서 다른 상태로 변화하였을 때, 상태함수(State function)의 변화량은 변화 경로에 관계없이 처음 상태와 마지막 상태에 의해서만 결정된다.
그리고 엔탈피는 계의 에너지를 나타내는 값으로 다음과 같이 정의한다.
(E: 계의 내부에너지, P: 계의 압력, V: 계의 부피)
E, P와 V는 모두 상태함수이므로, 엔탈피도 상태함수이다.
2. 열량계(Calorimeter)
화학반응에 관련된 열의 흐름을 실험적으로 측정하는 장치를 열량계(calorimeter)라고 한다. 열량계를 이용하기 위해서는 열량계의 비열용량 C와 열량계의 질량을 알아야 한다. 비열용량이란 물질 1g을 1K 상승시키는데 필요한 열의 양으로 비열용량이 C(J/K·g)인 물질 m(g)의 온도가 T(K)만큼 변화했을 때 출입한 열의 양 Q(J)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

그리고 일정 압력 하에서 다음 관계가 성립한다.
(qp : 일정한 압력 하에서 주고받은 열의 양)

3. Hess의 법칙
특정한 반응물에서 특정한 생성물이 만들어질 때, 반응이 한 단계로 이루어지거나 또는 여러 단계에 걸쳐 일어남에 관계없이 엔탈피 변화량은 같다.

참고 자료

(1) 고려대학교 교양화학실 홈페이지
(2) 현대일반화학 제5판, Oxtoby
(3) 표준일반화학실험, 대한화학회