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[자연과학] 화학실험결과 - 헤스의 법칙(총열량 불변의 법칙)

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작성일18-04-17 07:48

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3. 약 2g의 고체 수산화나트륨을 0.01g까지 재빨리 달아서 플라스크에 넣고 흔들어준다. 엔탈피는 H〓 …(생략) E + PV 로 이루어진다.
3. 눈금실린더에 0.5M 수산화나트륨 용액 100㎖를 취해서 온도를 측정(測定) 하여 염산 용액과 온도가 같은가를 확인한다. 그런데 각각의 항들이 상태함수이기 때문에 엔탈피 역시 상태함수이다.
[실험B]
1.0.25M 염산 용액 대신 증류수 200㎖로 실험 A를 반복한다.
4.

다. 엔탈피는 물질의 열 함량을 나타내는 것으로 대개 열적 증감의 변화를 나타내는데 사용한다. 엔탈피는 상태함수이기 때문에 반응물과 생성물의 엔탈피를 알면 어느 화학 변화에 대한 엔탈피 변화를 계산할 수 있게 되며, 출발 물질과 최종 물질이 같은 경우에는 어떤 경로를 통해서 만들더라도 그 경로에 관여된 엔탈피 변화의 합은 같다.① 이것을 헤스의 법칙이라고 하는데, 이번 실험에서는 고체 NaOH의 용해열과 중화열을 측정(測定) 하여 헤스의 법칙이 성립함을 확인해 본다.
우리가 행하는 실험의 대부분은 대기압, 즉 일정한 압력아래에서 이루어진다. (화학 반응에서 ΔH값은, 반응이 한 단계로 진행되거나 여러 단계를 거쳐 진행되거나에 상관없이 같은 값을 가진다.
헤스의 법칙(총 열량 불변의 법칙)
화학 반응이 일어날 때, 처음상태와 나중상태가 같으면 반응 경로에 관계없이 반응열의 총합은 항상 일정하다. 따라서 일정한 압력 하에서의 열 출입을 결정하는 엔탈피가 중요한 양이다. 이 식에서 PV항은 일정한 압력에서 열에너지가 계의 온도를 높이는데 쓰이지 않고 팽창에 쓰인 부분이다.
Ⅱ. Experimental
①실험 기구 및 시약
삼각플라스크(250㎖) 3개, 0.25M HCl, 비커(500㎖), NaOH(고체),
눈금실린더(100㎖), 0.5M NaOH, 온도계(0~100℃), 0.5M HCl,
저울, 스타이로폼 또는 솜
②실험 방법
[실험A]
1. 250㎖ 삼각플라스크를 깨끗하게 씻어서 말린 후에 무게를 0.1g까지 측정(測定) 하고, 스타이로폼으로 잘 싸서 단열이 되도록 한다.

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실험결과/화학
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설명

순서
화학실험결과 - 헤스의 법칙(총열량 불변의 법칙)

Ⅰ. Introduction
화학에서 열은 아주 기본적이다. 즉, 둘 혹은 그 이상의 화학식을 더하여 다른 하나의 화학식을 만든 경우, 새로 얻은 반응의 반응 엔탈피는 각 반응의 해당 반응엔탈피들을 더해야 한다. 우리가 일정한 대기압 상태에서 어떤 화학 반응의 열 발생량을 예측하기 위해서는 엔탈피를 알고 있어야 한다.
2. 0.5M 염산 용액 100㎖를 넣고 온도를 0.1℃까지 정확하게 측정(測定) 한다. 화학 반응은 대부분의 경우에 일정한 압력 하에서 일어난다. 화학의 관심은 원자의 재배열을 통한 물질의 변화에 있고 물질의 변화에는 열의 출입이 수반되기 때문이다 모든 화학 반응은 열역학 법칙에 따라서 예측 가능한 방향으로 진행하고 예측 가능한 결과를 만들어 낸다.
[실험C]
1. 250㎖ 삼각플라스크를 깨끗하게 씻어서 말린 후에 무게를 0.1g까지 측정(測定) 하고, 스타이로폼으로 잘 싸서 단열이 되도록 한다.
2. 0.25M 염산 용액 200㎖를 넣고 온도를 0.1℃까지 정확하게 측정(測定) 한다.)②③

경로 A C + O2 → CO2 ΔH1〓-94.0kcal
경로 B C + ½O2 → CO ΔH2〓-26.0kcal
경로 C CO + ½O2 → CO2 ΔH3〓-68.0kcal

∴ΔH1 〓 ΔH2 + ΔH3
⇒ A경로의 반응열과 B경로의 반응열의 합은 어떤 경로를 거쳤든지 64.0kcal로 동일하다. 즉, 엔탈피가 상태함수라는 성질로부터 우리는 헤스의 법칙을 이끌어낼 수 있는 것이다. 그래서 우리는 기존의 알고 있는 엔탈피에서 새로운 반응식의 엔탈피를 예측할 수도 있는 것이다.
4. 용액의 온도가 가장 높이 올라갈 때의 온도를 기록하고, 플라스크의 무게를 잰다. 즉 엔탈피 변화량은 처음과 나중 상태에 의해 결정이 되고 어떤 경로를 따라가는 지에는 무관한 값이다.

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