개념 이해
* 용액의 어금니 열 : 이것은 하나의 용질이 용매에 완전히 용해 될 때 발생하는 엔탈피 변화 (ΔH)입니다. 용해 과정에서 방출되거나 흡수 된 에너지의 척도입니다.
* 발열 대 흡열 :
* 발열 : 용액 공정은 열을 방출합니다 (ΔH는 음성). 솔루션은 따뜻해집니다.
* 흡열 : 용액 공정은 열을 흡수합니다 (ΔH는 양수). 솔루션이 더 시원해집니다.
실험 절차
1. 재료 :
* 용질 : 용액의 어금니 열을 측정하려는 고체 (예 :NaCl, Naoh 등)
* 용매 : 일반적으로 물이지만 다른 용매를 사용할 수 있습니다.
* 칼로리 미터 : 커피 컵 열량계 또는 폭탄 열량계와 같은 열 변화를 측정하는 장치.
* 온도계 : 온도 변화를 측정합니다.
* 스케일 : 용질의 무게를 정확하게 측정합니다.
* 비이커 : 솔루션을 보유합니다.
* 교반 막대 : 적절한 혼합을 보장합니다.
2. 열량계 설정 :
* 커피 컵 열량계 : 이것은 2 개의 중첩 스티로폼 컵, 뚜껑 및 온도계로 만든 간단한 열량계입니다. 그것은 열 단열의 원리에 작용합니다.
* 폭탄 열량계 : 이것은 더 높은 온도와 압력을 처리 할 수있는보다 정확하고 강력한 장치입니다. 연소와 관련된 반응에 사용됩니다.
3. 절차 :
* 무게의 용질 : 스케일을 사용하여 알려진 용질의 질량을 조심스럽게 무게를 측정하십시오.
* 초기 온도 측정 : 알려진 부피의 용매 (보통 물)를 열량계에 추가하고 초기 온도를 측정하십시오.
* 용질을 용해시킵니다 : 칼로리 미터의 용매에 계량 된 용질을 첨가하십시오. 완전한 용해를 보장하기 위해 부드럽게 저어줍니다.
* 온도 모니터 : 시간이 지남에 따라 솔루션의 온도를 기록하십시오. 용해가 발열 성인지 흡열인지에 따라 온도가 상승하거나 하락할 것입니다.
* 최종 온도를 기록하십시오 : 용액이 정상 상태에 도달 한 후 최종 온도에 유의하십시오.
4. 데이터 분석 :
* 온도 변화 (ΔT) : 최종 온도에서 초기 온도를 빼십시오.
* 열 변화를 계산합니다 (Q) :
* 커피 컵 열량계 : 공식 Q =M * C * ΔT를 사용하십시오.
* m =용액의 질량 (그램)
* C =용액의 비열 용량 (일반적으로 물의 비열에 가깝게, 4.184 j/g · ° C)
* ΔT =온도 변화
* 폭탄 열량계 : 열량계의 열 용량은 q를 계산하는 데 사용됩니다.
* 용액의 몰 가열 (ΔH) : 용해 된 용질의 두부 수로 열 변화 (Q)를 나눕니다.
중요한 고려 사항 :
* 정확도 : 용액 측정의 몰 열의 정확도는 열량계의 정확도와 온도 측정의 정밀도에 따라 다릅니다.
* 열 손실 : 커피 컵 열량계에서는 주변 환경에서 약간의 열이 손실 될 수 있습니다. 잘 정화 된 열량계를 사용하여 뚜껑이 밀봉되도록함으로써 열 손실을 최소화하십시오.
* 용액 농도 : 용액의 몰 열은 용액의 농도에 따라 약간 달라질 수 있습니다. 합리적으로 희석 된 솔루션을 사용 하여이 효과를 최소화하십시오.
* 안전 : 화학 물질을 처리 할 때 항상 장갑 및 고글과 같은 적절한 안전 장비를 착용하십시오.
예제 계산 :
100g의 물에 5.85 g의 NaCl (Molar Mass =58.44 g/mol)을 용해한다고 가정 해 봅시다. 물의 초기 온도는 25 ℃ 였고, 용해 후 최종 온도는 22 ℃였다.
* NaCl의 두더지 : 5.85 g NaCl / 58.44 g / mol =0.1 mol NaCl
* 온도 변화 : 22 ° C -25 ° C =-3 ° C
* 열 변화 (Q) : 105 g * 4.184 J/G · ° C * -3 ° C =-1318 J
* 용액의 어금니 열 (ΔH) : -1318 J/0.1 mol =-13180 J/mol =-13.18 kj/mol
이것은 물에서 NaCl의 용해가 발열 성 (열을 방출)이고 -13.18 kJ/mol의 어금니 열이 있음을 의미합니다.
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