용해열과 과냉각 상태

소개글

용해열과 과냉각 상태에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. subject : 용해열과 과냉각 상태

2. Object

3. Principle
① 용해열
② 비열과 열용량
③ 열량계
④ 엔탈피
⑤ 과포화용액
⑥ 과냉각 용액
⑦ 과열
⑧ 엔트로피

4. procedure
실험A. 염화칼슘의 용해열
실험B. 질산 암모늄의 용해열
실험C. 과냉각 상태

5. Data & Result
실험A.
실험B. 질산암모늄의 용해열
실험C.

6. Discussion

본문내용

물의 열량변화를 측정하면 용해열을 알 수 있다. 부호 규약은 흡열반응이 (+) 양, 발열 반응이 (-) 음이다.
실험A에서는 시료를 염화칼슘으로 사용하였다. 열량계에 염화칼슘을 넣고 온도 측정을 하였더니 매우 빠른 속도로 온도가 증가하는 것을 볼 수가 있었다. 온도는 40초동안 49℃ 나 증가하였다. 물의 열량변화로 몰 용해열을 계산하니 -57 KJ /mol 이 나왔다. 물의 온도가 증가하였으니 이 반응은 발열반응이고 부호는(-) 이다. 실험B에서는 시료를 질산암모늄으로 사용하였다. 열량계에 시료를 넣고 온도를 측정하니 실험A보다는 느린 속도로 온도가 감소하였고, 반응이 끝났을 때 온도 변화의 폭도 작은 것을 알 수 있었다. 물의 온도가 감소한 것으로 이 반응은 흡열반응이란 것을 알 수 있다. 몰 용해열은 15KJ로 염화칼슘에 비해 1/3정도 작다는 것을 알 수 있었다.
실험A에서 사용된 염화칼슘은 발열반응으로 몰용해열도 상대적으로 크다. 그래서 겨울에 눈을 녹일 때 염화칼슘을 뿌려주면 염화칼슘이 용해되면서 발열반응으로 눈을 효과적으로 녹일 수 있는 것이다.
실험A, B에서 한 가지 궁금한 점이 있었는데 시료를 만약 매우 많이 넣는다면 물을 끓이거나 얼릴 수도 있지 않을까 생각해 보았다. 아니면 시료의 용해도에 의해 시료가 녹지 않지 않을 수도 있을 것 같다. 문헌 값의 몰용해열과 비교해보면 실험값과 오차가 발생하는데, 실험 중에 온도측정이나 질량 측정에서 오차는 크게 발생한 거 같지 않고, 열량계가 주위와 단열상태여야 하는데 100% 단열을 해주지 못하고 열량이 빠져나가서 오차가 발생한 것 같다.
실험C에서는 싸이오황산나트륨 20g에 물 20ml를 넣고 가열하여 녹여 주었다. 시료를 용해시키는 중에 우리는 잘 녹지 않아서 물을 조금 더 부어 넣었다. 빨리 녹이려고 물을 더 많이 넣어 주었는데 이것은 결과적으로 실험 실패의 원인이 되었다. 용매가 너무 많아져서 비닐봉지에 기계적 충격을 계속 가해도 과포화상태에서 결정이 석출되지 않았다.
시료를 오무수화싸이오황산나트륨을 이용하여 녹이면 과냉각 상태에서 결정이 잘 생긴다고 하였다. 우리는 시료를 싸이오황산나트륨을 이용하였고, 물도 20ml 보다 더 많이 넣었다. 그래서 용액이 약간 뿌옇게 되는 상태까지만 관찰 되었다. 내 생각에는 녹이는 시간이 오래 걸리더라도 물을 20ml 보다 훨씬 더 적개 넣고 용해시키면 결정이 잘 석출되지 않았을 까 생각해 보았다.

키워드

용해열과 과냉각 상태,   과냉각,   용해열