목차
1. 제목
2. 실험일자
3. 실험목적
4. 이론적 배경
5. 실험 방법
6. 결과 및 DATA 처리
7. 토의 및 고찰
8. 참고문헌
2. 실험일자
3. 실험목적
4. 이론적 배경
5. 실험 방법
6. 결과 및 DATA 처리
7. 토의 및 고찰
8. 참고문헌
본문내용
ⅱ) ,
ⅲ) ,
ⅳ) ,
㉣ KI
ⅰ) ,
ⅱ) ,
* 실험을 통한 Q값과 실제 Q값 비교
(단위 : )
NH4NO3
BaCl 2HO
MgSO 7HO
CuSO 5HO
KI
실험값()
-
-20.340
-16.269
-8.134
-22.548
실험값()
-
-20.340
-16.269
-12.202
-22.548
실험값()
-
-20.340
-16.269
-8.134
-22.548
실험값()
-
-20.340
-16.269
-12.202
-22.548
실제값
-26.44
-20.58
-16.11
-11.51
-21.71
7. 고 찰 및 토 의
① 이번 실험은 열용량과 염의 용해열을 두 번 측정하여 그 측정치의 정밀도가 이내로 얻어져 야 한다. NH4NO3 의 열용량 값이 첫 번째 실험과 두 번째 실험에서 모두 같게 측정되었고, CuSO 5HO를 제외한 나머지 실험의 온도 변화는 첫 번째, 두 번째 모두 같게 측정되었다. 즉, CuSO 5HO 를 제외한 나머지의 정밀도는 이내이다. 그러나 CuSO 5HO의 정밀 도는 이내가 되질 않는다. 정밀도에 대한 차이는 온도측정의 차이에서 알 수 있다. CuSO 5HO의 첫 번째 실험의 온도변화는 0.2, 두 번째 실험의 온도 변화는 0.3이다. 이것을 표준편차 를 이용해 계산해보면
따라서 CuSO 5HO의 온도에 대한 정밀도는 이다.
② 용해열의 측정값과 실험값을 비교했을 때 정확도는 이내에서 맞도록 얻어져야 한다. 용해열 의 차이는 일단 온도변화 차이에서 알 수 있다. 온도 변화에 대한 오차 값을 계산하여 용해열의 오차가 어느 정도 발생하는지 알아보겠다. (단, 열용량 및 질량은 정확한 값을 가진다는 가정하에 오차를 계산함.)
( : 정확한 온도변화값 , : 온도변화값 오차)
( : 정확한 용해열량, : 용해열량에 대한 오차)
㉠ BaCl 2HO
(퍼센트 오차 : 1.2%)
㉡ MgSO 7HO
(퍼센트 오차 : 1.0%)
㉢ CuSO 5HO ()
(퍼센트 오차 : 29.3%)
CuSO 5HO ()
(퍼센트 오차 : 6.0%)
㉣ KI
(퍼센트 오차 : 3.8%)
③ 이번 실험의 경우, 온도에 주안점을 두고 실험을 해야 한다. 위의 데이터를 보면 알 수 있듯이 0.1도 차이에 따라 용해열이 크게 변함을 알 수 있다. 온도 측정을 정확하게 해야 함은 물론이거 니와, 열량계의 단열이 얼마나 잘 이루어지는가도 온도 변화량에 영향을 준다. 위의 실험 데이터 를 보게 되면 첫 번째, 두 번째 실험의 온도 변화는 같은 것이 정상이다. 그러나 CuSO 5HO 의 실험의 경우, 온도 변화가 서로 차이남을 볼 수 있다. 이는 온도 측정시 잘못 보았을 가망성도 있겠지만, 가장 큰 문제는 열량계의 단열 문제에서 온도차가 났다고 볼 수 있다. CuSO 5HO 를 열량계에 투입할 때 시료를 깨끗이 털어 넣기 위해 열량계의 뚜껑을 오래 열어두어 시료를 넣 는 도중, 열이 빠져 나갔을 경우도 배제할 수 없다. 결국 이번 실험은 열량계의 단열이 얼마나 잘 되는가에 따라서도 실험결과가 다름을 알 수 있다.
기준 실험인 NH4NO3의 온도측정이 잘못되었을수도 있다는 가정을 배제할 수 없다. 만약 기준실 험이 잘못되었다면 온도변화에 차이가 생기고 그만큼 열용량도 차이가 생긴다는 말이다. 만약 온 도변화가 작게 측정되면 열용량은 크게 계산될 것이고, 온도변화가 크게 측정되면 열용량은 작게 계산될 것이다.
각각의 진짜 C값
④ 일반 온도계를 사용하게 되면 정확한 온도 측정이 불가능하다. 가능하면 베크만 온도계를 사용하 는 것이 좋다.
⑤ 전체계의 열용량 공식은 몰당용해열 공식에서 유추할 수 있다.
전체계의 위에서 mol수는 과 같으므로
그리고 염의 용해열도 위의 식을 통해 구할 수 있다.
⑥ 휴대용 냉각대(cold pack) : 질산암모늄의 용해열 이용
타박상 치료에 사용하는 휴대용 냉각대는 흡열반응을 실생활에 이용한 좋은 예이다. 이것은 물이 새지 않는 2개의 주머니에 한쪽에는 물을, 한쪽에는 질산암모늄을 넣은 것이다. 물이 들어 있는 주머니를 주무르면 물이 나오고 이 물은 질산암모늄을 녹인다. 이 때 주위로부터 열을 빼앗아가 는 흡열반응이 일어난다. 이 차가워진 주머니를 부어 오른 상처 위에 올려 놓으면 피부와 근육 조직의 손상을 줄이면서 치료 효과를 높일 수 있다.
8. 참 고 문 헌
물리화학실험 (탐구당) P106 ~ P108
물리화학실험 (자유아카데미) P35~P36
표준일반화학실험 (대한화학회) P318
ⅲ) ,
ⅳ) ,
㉣ KI
ⅰ) ,
ⅱ) ,
* 실험을 통한 Q값과 실제 Q값 비교
(단위 : )
NH4NO3
BaCl 2HO
MgSO 7HO
CuSO 5HO
KI
실험값()
-
-20.340
-16.269
-8.134
-22.548
실험값()
-
-20.340
-16.269
-12.202
-22.548
실험값()
-
-20.340
-16.269
-8.134
-22.548
실험값()
-
-20.340
-16.269
-12.202
-22.548
실제값
-26.44
-20.58
-16.11
-11.51
-21.71
7. 고 찰 및 토 의
① 이번 실험은 열용량과 염의 용해열을 두 번 측정하여 그 측정치의 정밀도가 이내로 얻어져 야 한다. NH4NO3 의 열용량 값이 첫 번째 실험과 두 번째 실험에서 모두 같게 측정되었고, CuSO 5HO를 제외한 나머지 실험의 온도 변화는 첫 번째, 두 번째 모두 같게 측정되었다. 즉, CuSO 5HO 를 제외한 나머지의 정밀도는 이내이다. 그러나 CuSO 5HO의 정밀 도는 이내가 되질 않는다. 정밀도에 대한 차이는 온도측정의 차이에서 알 수 있다. CuSO 5HO의 첫 번째 실험의 온도변화는 0.2, 두 번째 실험의 온도 변화는 0.3이다. 이것을 표준편차 를 이용해 계산해보면
따라서 CuSO 5HO의 온도에 대한 정밀도는 이다.
② 용해열의 측정값과 실험값을 비교했을 때 정확도는 이내에서 맞도록 얻어져야 한다. 용해열 의 차이는 일단 온도변화 차이에서 알 수 있다. 온도 변화에 대한 오차 값을 계산하여 용해열의 오차가 어느 정도 발생하는지 알아보겠다. (단, 열용량 및 질량은 정확한 값을 가진다는 가정하에 오차를 계산함.)
( : 정확한 온도변화값 , : 온도변화값 오차)
( : 정확한 용해열량, : 용해열량에 대한 오차)
㉠ BaCl 2HO
(퍼센트 오차 : 1.2%)
㉡ MgSO 7HO
(퍼센트 오차 : 1.0%)
㉢ CuSO 5HO ()
(퍼센트 오차 : 29.3%)
CuSO 5HO ()
(퍼센트 오차 : 6.0%)
㉣ KI
(퍼센트 오차 : 3.8%)
③ 이번 실험의 경우, 온도에 주안점을 두고 실험을 해야 한다. 위의 데이터를 보면 알 수 있듯이 0.1도 차이에 따라 용해열이 크게 변함을 알 수 있다. 온도 측정을 정확하게 해야 함은 물론이거 니와, 열량계의 단열이 얼마나 잘 이루어지는가도 온도 변화량에 영향을 준다. 위의 실험 데이터 를 보게 되면 첫 번째, 두 번째 실험의 온도 변화는 같은 것이 정상이다. 그러나 CuSO 5HO 의 실험의 경우, 온도 변화가 서로 차이남을 볼 수 있다. 이는 온도 측정시 잘못 보았을 가망성도 있겠지만, 가장 큰 문제는 열량계의 단열 문제에서 온도차가 났다고 볼 수 있다. CuSO 5HO 를 열량계에 투입할 때 시료를 깨끗이 털어 넣기 위해 열량계의 뚜껑을 오래 열어두어 시료를 넣 는 도중, 열이 빠져 나갔을 경우도 배제할 수 없다. 결국 이번 실험은 열량계의 단열이 얼마나 잘 되는가에 따라서도 실험결과가 다름을 알 수 있다.
기준 실험인 NH4NO3의 온도측정이 잘못되었을수도 있다는 가정을 배제할 수 없다. 만약 기준실 험이 잘못되었다면 온도변화에 차이가 생기고 그만큼 열용량도 차이가 생긴다는 말이다. 만약 온 도변화가 작게 측정되면 열용량은 크게 계산될 것이고, 온도변화가 크게 측정되면 열용량은 작게 계산될 것이다.
각각의 진짜 C값
④ 일반 온도계를 사용하게 되면 정확한 온도 측정이 불가능하다. 가능하면 베크만 온도계를 사용하 는 것이 좋다.
⑤ 전체계의 열용량 공식은 몰당용해열 공식에서 유추할 수 있다.
전체계의 위에서 mol수는 과 같으므로
그리고 염의 용해열도 위의 식을 통해 구할 수 있다.
⑥ 휴대용 냉각대(cold pack) : 질산암모늄의 용해열 이용
타박상 치료에 사용하는 휴대용 냉각대는 흡열반응을 실생활에 이용한 좋은 예이다. 이것은 물이 새지 않는 2개의 주머니에 한쪽에는 물을, 한쪽에는 질산암모늄을 넣은 것이다. 물이 들어 있는 주머니를 주무르면 물이 나오고 이 물은 질산암모늄을 녹인다. 이 때 주위로부터 열을 빼앗아가 는 흡열반응이 일어난다. 이 차가워진 주머니를 부어 오른 상처 위에 올려 놓으면 피부와 근육 조직의 손상을 줄이면서 치료 효과를 높일 수 있다.
8. 참 고 문 헌
물리화학실험 (탐구당) P106 ~ P108
물리화학실험 (자유아카데미) P35~P36
표준일반화학실험 (대한화학회) P318
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