물의 기화 엔탈피와 엔트로피 변화의 측정

소개글

물의 기화 엔탈피와 엔트로피 변화의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

관련 자료

핵심 내용

배 경

오늘의 실험 : 물의 기화 엔탈피와 엔트로피 변화의 측정

실험 기구 및 시약


실험 기구 및 시약


계산 및 결과 처리

토의

Entalpies of Reaction

조교 시연

본문내용

- (T/277)(v/V) )
여기서 "1"이란 값은 대기압을 의미한다. 만약에 실험할 당시의 기압이 1기압과 다르면, 그 때의 대기압을 넣어 주어야 한다. 그리고, 이 식을 쓰는 과정에서 4도에서의 측정한 부피는 순수한 공기만의 부피라고 가정하였다. (4도에서의 물의 증기압은 6.101mmHg) 그리고, 실험 방법 2에서, 5-ml 유리 피펫의 막은 끝에서부터 눈금이 처음 나오는 곳까지의 부피를 구할 때, 물의 밀도는 1로 가정한다.
실험 방법 3에서 측정한 값이 4도에서 1.50ml라면, 위의 식에 나와 있는 277이란 숫자는 그대로 쓰고, 소문자 v 대신에 1.50을 넣어 주면 된다. 4도가 아니라 2도에서 측정한 부피가 1.45ml라면 마지막 식에서 277 대신에 275, 소문자 v 자리에 1.45를 넣어 준 다음, 45도부터 75도까지 온도와 부피를 마지막 식의 T와 대문자 V에 차례 대로 넣고 계산하면, 온도에 따른 물의 증기압을 구할 수 있다.
마지막으로, 각각의 온도에서 구한 물의 증기압을 R ln Pv 와 (1/T) 에 대해서 plot한다. 이 때, 직선 모양이 얻어지며, 기울기는 △Hvap 이고, y-절편은 △Svap 이 된다. 그리고, 물의 증기압인 Pv를 1기압으로 놓으면 normal boiling point가 얻어 진다. 두 개의 직선에서 구한 △Hvap, △Svap 값들의 평균을 구해보고, 문헌값과의 차이를 비교해본다.
토의
결과 처리에서는 5-ml 유리 피펫의 내부가 대기압과 같다고 가정하고 계산을 하였으나, 실제로는 피펫의 내부는 대기압보다 약간 높을 것이다. 대략 얼마나 높을까? 이 값으로 인해 오차가 생긴다면 얼마나 실험값에 영향을 미칠까 생각해 보자.
그리고, 이 이외에도 실험 결과에 영향을 미칠 수 있는 오차들에 대해서도 생각해 보자.
Entalpies of Reaction
대부분의 화학 반응에서는 반응이 진행되는 동안에 열을 내어 놓거나 (△H ; negative, 발열 반응) 주위로부터 열을 흡수합니다. (△H ; positive, 흡열 반응) 산과 염기의 중화 반응이나, 물질이 연소하는 경우가 대표적인 발열 반응입니다. 그러면, 흡열 반응에는 어떤 것이 있을까요? 잘 알려진 식물의 광합성이 대표적인 흡열 반응이라고 할 수 있습니다. 화학 반응에서 자발성의 기준이 되는 Gibbs Free energy 변화에 따르면, 발열 반응과 달리 흡열 반응은 생성물의 에너지가 증가하는 반응이기 때문에 엔트로피의 증가가 반드시 같이 일어나게 됩니다.
조교 시연
다음의 두 고체는 Ba(OH)28H2O(s) 와 NH4NO3(s) 이다. 이 두 고체를 다음과 같이 삼각 플라스크에 섞으면 다음과 같은 산-염기 반응을 일으킨다.
Ba(OH)28H2O(s) + NH4NO3(s)
→ Ba(NO3)2(aq) + 2 NH3(aq) + 10H2O(l)
조교 시연에서는 나무 토막 대신에 훨씬 가벼운 스프로폼을 사용할 것이다. 플라스크 안의 어떤 변화가 스트로폼 조각이 플라스크의 바닥에 달라 붙게 하였는지 토의해 보자.

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