일반화학실험 | 주머니 난로의 열량 측정

 

 

 

TIP

 

 

화학반응에서 발열하거나 흡수되는 반응열의 측정실험을 통해서 발열반응과 흡열반응의 원리를 이해하고 응용성을 생각해 본다.

 

 

 

아세트산소듐(Sodium acetate)의 용해

아세트산소듐(Sodium acetate)은 분자 한 개가 여러 개의 물 분자를 포함하고 있다. 이렇게 분자 자체가 가지고 있는 물분자를 결정수(water of crystallization)라고 한다. 이런 물질들은 상온에서 물에 대한 용해도가 작아 고체로 존재하지만 가열하게 되면 용해도가 커져서 완전한 용액상태가 된다.  녹은 용액은 고체상태에 비해 많은 열에너지를 포함하고 있기 때문에 액체상태의 아세트산소듐이 고체 상태로 굳으면 열에너지가 방출된다.

 

물 속에서 중탕 가열한 아세트산소듐 용액은 식히면 용해도가 작아져 다시 결정이 석출되어야 하는데 실제로는 그렇지 않다.  중탕 가열한 아세트산소듐 용액은 포화상태 이상으로 용질을 녹이고 있는 과포화 용액 상태로 과포화 용액은 매우 불안정하기 때문에 약간의 자극을 주면 한꺼번에 결정이 석출된다.

 

본 실험에서는 금속판을 눌러주는 과정이 자극을 주는 과정이 된다. 아세트산소듐 삼수화물(Sodium acetate trihydrate, )을 58℃ 이상으로 가열하면 결정수(3H₂O)가 분리되고 결정수에 아세트산소듐이 녹기 시작한다. 완전히 녹게 되는 온도는 79℃ 정도이고 이때 포화상태를 이루게 된다. 아세트산소듐의 용해는 흡열반응이고 반대 과정은 결정화가 되는 과정으로 발열반응이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 주머니 손난로의 무게를 잰다.

 

2) 원형 스티로폼 단열재에 증류수 225㎖를 넣는다

 

3) 원형 스티로폼의 뚜껑에 온도계를 고정시키고 뚜껑을 닫는다. (열이 빠져나가지 않도록 뚜껑을 누르고 있는다.)

 

4) 증류수의 온도변화가 없을 때까지 기다린 후 온도를 측정한다. (5분가량)

 

5) 뚜껑을 열고 발열을 시킨 주머니 난로를 재빠르게 넣는다. (온도계가 직접적으로 주머니 난로에 닿지 않도록 한다.)

 

6) 온도변화가 없을 때까지 30초～1분 간격으로 온도를 측정한다.(원형 스티로폼을 20초에 한번씩 흔들어서 열이 골고루 전달되도록 한다.)

 

7) 에탄올 225 ㎖로 같은 실험을 반복한다.

 

 

[일반화학실험]주머니 난로의 열량 측정

 

 

[일반화학실험]주머니 난로의 열량 측정 레포트