일반화학실험 | 용해열 측정

 

 

 

TIP

 

 

고체가 액체에 녹을 때 발생하는 용해열을 측정하고, 발열 반응과 흡열반응의 상태를 관찰한다.

 

 

 

고체 상태의 염에서는 양이온과 음이온 사이에 강한 인력이 작용해서 안정화되어 있다. 극성이 강한 물 분자들이 양이온과 음이온을 둘러싸서 상당히 안정화시키기 때문에 이온결합을 하고 있는 염은 물에 잘 녹는다. 그러나 양이온과 음이온들이 물 속에서 안정화되는 정도는 이온이 가지고 있는 전하와 이온의 크기에 따라 매우 다양하기 때문에 고체 상태로 있을 경우보다 더 안정한 경우도 있고, 그렇지 않은 경우도 있다.

 

염화칼슘을 물에 녹이면 81.3 kJ/㏖의 열이 방출된다. 즉 고체상태의 염화칼슘에서 +2가의 양이온인 칼슘이온 주위에 위치한 -1가의 염소 음이온 두개가 서로 가까이 위치하고 있는 상태보다는 극성의 물 분자에 의해서 염소 이온들이 서로 멀리 떨어진 상태에서 더 많이 안정화되기 때문에 염화칼슘을 물에 녹이면 열이 방출된다.

 

질산암모늄을 물에 녹이면 25.7 kJ/㏖의 열이 흡수된다. 암모늄 양이온과 질산 음이온이 물 분자에 의해서 안정화되는 정도보다 고체 상태에서 암모늄 양이온과 질산 음이온이 가까이 있어서 안정화되는 정도가 더 크기 때문이다. 이런 경우에 에너지만을 고려하면 질산암모늄은 물에 녹지 않을 것처럼 보인다. 그러나 질산암모늄이 물에 녹아서 두개의 이온으로 분리되면 엔트로피가 충분히 커지기 때문에 물에 녹는다.

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실험 방법

1. 염화칼슘 / 질산암모늄의 용해열

1) 열량계를 만든다. 뚜껑의 가운데에는 온도계와 철사로 만든 젓개를 넣을 수 있는 구멍을 만들고, 온도계가 컵의 바닥에 1㎝정도 떨어진 곳에 위치하도록 고정한다.

 

2) 100㎖ 비이커에 50㎖의 증류수를 넣고 무게와 온도를 정확하게 측정한다.

 

3) 비이커를 열량계에 넣은 뒤, 염화칼슘 혹은 질산암모늄 5g을 정확하게 열량계 속 비이커에 재빨리 넣고 뚜껑을 닫는다.

 

4) 철사 젓개로 천천히 저으면서, 온도가 최고로 올라갈 때 혹은 내려갈 때까지의 온도를 기록한다.

 

 

 

[일반화학실험]용해열 측정 레포트