반응열의 측정과 hess의 법칙 결과보고서

본문내용

생기는 이유는 아마도 계산한 열량 값을 반올림해서 그런 것 같다.
5. Question (문제)
1) 온도를 측정해 열량을 구하는 방법을 설명하라.
일단, 초기온도와 나중 온도를 측정하여 그 차를 구하고 열량을 측정할 물체의 질량을 측정해준다. 그 다음 그 물체의 비열용량과 구해준 온도 차 그리고 측정해준 물체의 질량을 곱한다, 그 곱해준 값이 바로 열량이다. 식으로 나타내자면
Q=cm△T (c: 물체의 비열용량 , m: 물체의 질량 , △T: 온도 변화량)
2) Hess의 법칙을 통해 알 수 있는 사실은 무엇인가?
헤스의 법칙이란 화학반응에서 반응열은 그 반응의 시작과 끝 상태만으로 결정되며, 도중의 경로에는 관계하지 않는다는 법칙이다. 그러므로 우리는 이 법칙을 통해서 엔탈피가 상태함수라는 것을 알 수 있고 출발 물질과 최종 물질이 같다는 것만 알면 그 과정이 아무리 달라도 엔탈피의 변화량은 같다는 것을 알 수가 있다.
3) 열량을 측정하는 기기를 찾아보고 간단히 설명하라.
봄베열량계- 물질을 밀폐된 용기 속에서 급속히 연소시켜 발생하는 열량을 측정하는 장치로 화학반응열, 고체 및 액체연료의 발열량, 식품의 연소열 등의 측정에 사용된다.
물열량계- 물을 이용하여 다른 물체의 열량을 측정하는 장치로 물이 들어 있는 용기 속에 열량을 측정하려고 하는 물체를 넣고 수온의 변화를 정밀하게 측정함으로써 물체가 잃은 열량을 알아내어, 그것을 토대로 물체의 비열(比熱) ·전이열(轉移熱) ·융해열(融解熱) 등의 작은 열량이나 혼합열 ·반응열 ·연소열 등 다량의 열량까지 측정할 수 있다.
가스열량계- 기체연료가 단위부피당 방출하는 열에너지의 크기를 재는 기구이다. 열량계의 본체에서 가스가 연소할 때 방출하는 열량을 측정한다. 이때, 물을 열량계에 흘려보내어 순환시켰을 때, 입구와 출구에서의 온도 차이를 이용하여 열에너지를 구한다.
4) 이 실험에서 단열이 잘 되어야 하는 이유는 무엇인가?
우리가 열량을 구하려면 반응에 의한 온도의 변화량을 구해야하는데 단열이 잘 되지 않으면 온도의 변화량에 주위온도가 영향을 주기 때문에 반응에 의한 온도의 변화량을 구하기가 힘들어지게 때문이다. 그렇기 때문에 실험에서는 단열이 잘되는 보온병을 이용하여 반응에 의한 온도 변화량을 구하는 것이다.
6. Discussion (토의 및 고찰)
이번 실험은 NaOH와 HCl의 중화 반응을 시키고 그 반응에 의한 엔탈피의 변화량을 구해서 아무리 과정이 달라도 출발 물질과 최종 물질이 같으면 그 엔탈피의 변화량이 같다는 헤스의 법칙을 알아보는 실험이었다. 이번 실험은 질량하고 온도만 잘 측정하면 되는 실험이어서 비교적 쉬운 실험이었다. 하지만 처음 실험을 시작할 때는 실험과정을 잘못 봐서 실수를 하기는 했었다. 그래도 다시 처음부터 실험을 시작해서 실험결과에 영향을 끼치지는 않았다. 아무튼 이번 실험은 간단한 실험이어서 순조롭게 진행해서 결과 값도 어느 정도 잘 나올 것 같았지만 결과적으로는 헤스의 법칙을 만족하지 않는 결과가 나와 버렸다. 그것도 2KJ/mol 정도의 상당히 큰 오차가 나왔다. 내가 곰곰이 생각해 본 결과로 이러한 오차가 생긴 이유는 사람이 측정하는 것이기 때문에 온도 같은 것을 정확히 측정할 수 없는 이유도 있고 용액을 옮기고 부으면 비커에 조금씩 남는 용액도 영향을 끼치지만 가장 큰 이유는 내가 유효숫자를 맞춰주려고 반올림을 해준 게 가장 커다란 이유인 것 같다. 그래서 내가 반올림을 안 해주고 계산해보니 △H1= 75,055.662J/mol , △H2 + △H3= 74,936.532J/mol 이 나왔다. 이 값들을 비교해보면 119.13J/mol 정도의 오차만 발생한다. 이 오차를 반올림 했을 때의 오차와 비교해보면 상당히 작은 값이다. 그러므로 내 생각에는 2KJ/mol 정도의 상당히 큰 오차가 발생한 이유는 유효숫자를 맞추기 위해서 반올림을 해주었던 게 가장 큰 이유였던 것 같고 사람이 측정하는 것이기 때문에 온도 같은 것을 정확히 측정할 수 없는 것과 용액을 옮기면서 조금 씩 남는 용액 때문에 생기는 오차는 119.13J/mol 정도 인 것 같다. 이러한 오차를 더 줄여주려면 최대한 용액을 전부 옮기고 온도는 정밀한 기계로 측정하면 될 것 같다. 아무튼 이번 실험은 헤스의 법칙이 무엇이고 열량을 어떻게 구하는지 등을 실험을 통해서 확실히 배울 수 있었던 실험이었다.
7. References (참고문헌)
네이버 백과사전
일반물리학 실험책
줌달의 일반화학
일반화학 이론책

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