일반화학실험I Ch.7

Measurement of reaction enthalpy

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개요

엔탈피 (Enthalpy)

주어진 계에 열과 일이 전달될 때 그 계가 받아들이는 에너지의 총량

상태함수로, 절댓값은 구할 수 없으며 초기 상태와 현재 상태의 엔탈피 차이(변화)만 측정 가능하다. 일반적으로 쓰이는 '표준 생성 엔탈피 '는 화합물이 표준 상태 (STP; 0 ℃ 1 atm)에서 구성 원소의 홑원소 상태부터 만들어질 때의 엔탈피 변화를 말한다.

계의 엔탈피 변화는 해당 계가 외부와 주고받은 일과 열의 양을 측정함으로써 구할 수 있다. 반응계의 부피를 고정하면 일을 하지 않으므로 외부와 주고받은 열의 양, 혹은 내부에너지의 변화량을 통해 엔탈피 변화를 구할 수 있다.

\$\$\Delta H = \Delta E\$\$

헤스 법칙

엔탈피는 상태 함수이므로 반응 경로와 반응 엔탈피는 무관하다. 즉, 어떤 반응이 둘 이상의 반응의 합으로 구성되는 경우 해당 반응의 반응 엔탈피는 구성 반응의 반응 엔탈피의 합과 같다.

실험 도구

LabQuest, 온도계, 스티로폼 열량계, 250 mL 비커, 자석교반기, 교반자석, 유리막대, 스탠드, 클램프, 2.0 M $\ce{HCl}$ 용액, 2.0 M $\ce{CH_3 COOH}$ 용액, 2.0 M $\ce{NaOH}$ 용액

실험 과정

1. 보호장갑을 착용한다.
2. 자석교반기 위에 스티로폼 열량계를 설치한다.
3. 비커에 교반자석을 넣어둔다.
4. 산, 염기 용액의 온도를 정확하게 측정한다.
5. 스티로폼 열량계에 $\ce{HCl}$ 용액 50 mL를 투입하고 교반기를 켠다.
6. 스티로폼 열량계에 $\ce{NaOH}$ 용액 50 mL를 최대한 빨리 투입하고 뚜껑을 닫는다.
7. 매 분마다 온도를 기록해 최고 온도를 측정한다.
8. 비커와 교반자석, 온도계를 증류수로 세척한다.
9. 위 실험을 2회 더 반복한다.
10. $\ce{HCl}$ 용액 대신 $\ce{CH_3 COOH}$ 용액을 이용하여 위 과정을 반복한다. (3회 반복)

테이블