[일반화학실험] 질산포타슘 용해도

소개글

[일반화학실험] 질산포타슘 용해도에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Title
2. Date
3. Object
4. Apparatus & Reagents
5. Theory
6. Procedure
7. Data &　Result
8. Discussion
9. Reference

본문내용

K x 0.1784 kJ/Kmol = -13.99
KNO3 4g의 G°= H° TS
= 45.41 KJ/Kmol - 346 K x 0.1784 kJ/Kmol = -16.32
G°< 0 자발적 반응
G°= 0 가역적 반응
G°> 0 비자발적 반응
4) KNO3가 물에 녹을 때 관찰한 온도변화(흡열 반응)와 일치하는가를 살펴본다.
증류수의 온도 = 16 ℃
녹을 때 온도 변화(ΔT) = 8 ℃ ( 흡열 반응 )
8. Discussion
이번 실험의 목적은 온도에 따른 용해도의 차이를 이용해 엔탈피(H)의 변화를 측정 한 뒤, 엔트로피(S) 값과, Gibbs의 자유에너지(G) 값을 구하여 반응성을 예측해 보는 것이다.
엔탈피는 상태 함수라고 할 수 있으며 어떤 물질이 가지고 있는 고유한 총 에너지 함량이다. 그리고 반응엔탈피(엔탈피의 변화)의 값으로 반응이 흡열반응인지 발열반응인지를 알 수 있게 해준다. 엔탈피와 엔트로피, 그리고 반응온도를 알 경우, Gibbs 자유에너지 값을 구할 수 있다. 이 값은 반응이 자발적인지 비자발적인지를 알게 해준다.
실험은 큰 시험관에 증류수 2.5㎖를 넣고 KNO3 1g을 정확하게 재어서 함께 넣은 후에 고체가 완전히 녹을 때까지 서서히 가열하는 것으로 시작된다. 이때 용액이 끓지 않도록 주의하고 안전하게 물중탕을 이용해야 한다, 온도계를 시험관에 꽂고 유리막대를 이용해서 조금씩 저어주면서 식히면 고체가 나타나기 시작하는데, 고체가 처음으로 나타나기 시작하는 온도를 기록한다. KNO3 2g, 3g, 4g으로 이 과정을 반복하면 첫 번째 실험이 끝나게 된다.
실험 결과를 보면 H°이 45.41 KJ/Kmol 가 나왔다. H°> 0 일 경우 흡열 반응이므로 이 반응은 흡열반응임을 알 수 있었다. G°는 각각 -7.22, -10.96, -13.99, -16.32 가 나왔고 G°< 0 인 경우 자발적 반응이기 때문에 이 반응은 각각의 온도에서 자발적인 반응이라는 것을 볼 수 있었다.
실험결과를 그린 그래프를 보면 R의 값이 1에 가까울수록 오차가 적어지는 것이다. R의 값이 0.988인 것을 볼 수 있는데 이런 오차가 나온 까닭은 여러 가지로 생각되었다. 첫 번째는 몰농도에서의 오차이다. 이것은 실험 시의 실수 인데 시료의 양을 측정할 때 정확히 시료의 양을 맞추기가 힘들기 때문이고, 시험관에 시료를 집어넣을 때, 시험관 벽에 남아있거나 넣는 도중에 흘렸을 수도 있기 때문이다.
두 번째는 시험관 안의 용액의 바깥쪽은 안쪽보다 온도가 낮다. 외부와 접촉하는 부분이 더 넓기 때문이다. 그래서 용액을 냉각시킬 때 온도계로 용액을 계속 저어주었는데, 온도의 안정에 한계가 있어 바깥쪽의 온도와 안쪽 온도는 차이가 날 수밖에 없다. 그래서 온도계의 온도는 높아도 바깥쪽이 이미 냉각되어 용질이 석출될 수 있다. 우리는 바깥에 석출된 용질을 보았는데, 온도는 용액의 안쪽을 재게 되므로 오차가 생긴다. 온도계로 계속 용액을 저어주면 다시 석출된 용질이 용해되지만, 정확한 석출순간을 포착하기 힘들기 때문에 오차가 생긴다.
두 번째 실험에서는 시험관에 증류수 10㎖와 KNO3 2g을 넣은 후 온도변화를 관찰했다. 온도는 16℃에서 8℃로 감소하는 것을 볼 수 있었다. 이 반응은 흡열반응이라는 것을 다시 한 번 확인 할 수 있었다.
9. Reference
일반화학 / MASTERTONHURLEY / 자유아카데미 / 2002 / P 586 ~ 599
현대일반화학 /Oxtoby Gillis Nachtrieb / 자유아카데미 / 2003 / P 488 ~ 490
물리화학 제6판 / P.W.ATKINS / 청문각 / 2002 / P 232 ~240

키워드

온도,   엔탈피,   화합물,   압력,   팽창,   자유에너지,   Gibbs,   깁스