일반화학실험 | 액체형 손난로 만들기

 

 

 

TIP

 

 

1. 일상생활에서 쉽게 구입하여 쓸 수 있는 손난로를 직접 만들어보고 상태변화에 따른 열의 이동에 대해 이해하여 본다.
2. 고체가 액체에 녹을 때 발생하는 용해열을 측정하고 과냉각 상태를 관찰한다.

 

 

 

고체인 아세트산나트륨을 중탕으로 가열하면 물에 녹아 액체가 되지요. 이것을 식히면 다시 아세트산나트륨이 석출되면서 고체가 되어야 하는데 여전히 액체입니다. 이를 용해도 보다 더 많이 녹아 있는 과포화 용액 상태라고 부릅니다. 과포화 용액 상태는 매우 불안정하기 때문에 조금만 자극을 주면 더 많이 녹아있는 용질이 석출되어 갑자기 응고합니다.

 

그래서 똑딱 단추를 꺾어 자극을 주면 아세트산나트륨이 굳기 시작합니다. 아세트산나트륨은 액체에서 고체로 변하면서 에너지를 밖으로 보내고 열이 나기 때문에 따뜻한 손난로의 재료로 쓸 수 있습니다. 이렇게 반응하며 열이 나는 반응을 ‘발열 반응 열을 방출하는 화학반응이나 물리적 변화

 

 

과포화 용액(Supersaturated Solution)

일정한 온도에서 용해도 이상으로 녹아있는 상태의 액체

 

매우 불안정한 상태 → 용질의 결정 또는 결정이 핵으로 될 수 있는 이물질을 용액에 넣거나 가볍게 저어주거나, 온도를 높이면 녹아있던 물질이 고체 상태로 석출되고 포화용액이 된다.

 

과포화 상태는 포화상태인 때와 달리 평형 상태가 아니다. 그 물질의 포화농도(용해도), 그 액체의 포화압력(포화수증기압)등 어느 수량 또는 수치의 한도의 값을 나타내는 상태를 포화상태

 

과포화용액은 높은 온도에서 포화용액을 만든 다음 조심스럽게 용질이 더 이상 용해 되지 않는 낮은 온도로 낮출 때 만든다.

 

 

반응열

화학 반응에 있어서 내놓거나 흡수되는 열량을 말한다. 반응열은 물질의 온도와 압력 등에 따라 달라지며, 보통 1몰의 값으로 나태낸다. 예) 연소열, 생성열, 분해열, 중화열, 용해열

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 한약용 비닐봉투에 아세트산나트륨 35g과 물 5㎖를 넣어 잘 섞습니다.

 

 

2) 한약용 비닐봉투에 똑딱이 핀을 넣고 입구를 봉합니다.(양초를 사용해서 녹여도 됨)

 

3) 완성된 손난로를 물을 넣은 비커에 넣고 내용물이 투명하게 녹을 때까지 약하게 중탕 가열합니다.

 

4) 완전히 다 녹은 손난로를 꺼내어 약간 차가운 느낌이 들 때까지 식힙니다.

 

5) 똑딱이 핀을 여러 번 꺾으면서 일어나는 반응을 관찰합니다.

 

 

 

 

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