[자연과학]화학반응 - 화학반응열의 측정과 Hess의 법칙

화학반응열의 측정과 Hess의 법칙

1. Abstract (요약)

대부분의 화학반응이 진행되는 동안에는 열의 흡수 또는 방출이 수반된다. 화학 반응시에 방출되는 열량을 각 물질의 엔탈피를 계산하여 예측할 수 있다. 그러나 흑연을 태워서 일산화탄소를 얻는 반응과 같이 엔탈피를 실험적으로 구하기 어려운 경우에는 화학반응 시 발생하는 열량을 예측하기가 힘들다.
헤스의 법칙은 엔탈피가 상태함수이기 때문에 출발물질과 최종물질이 같은 경우에는 어떤 경로를 통해서 만들어지더라도 그 경로에 관여된 엔탈피 변화의 합은 항상 같다는 원리이다. 이러한 헤스의 법칙을 이용하면 이미 알고 있는 반응열을 이용하여 위와 같은 실험적으로 구하기 어려운 반응열을 비롯한 여러 가지 반응열도 쉽게 구할 수 있다.
이번 실험에서는 보온병을 이용하여 수산화나트륨과 염산을 여러 경로를 통해 반응시켰다. 고체 수산화나트륨과 염산의 중화반응에서 나타난 엔탈피의 변화와 고체 수산화나트륨과 물과의 반응, 그리고 수산화나트륨 수용액과 염산 용액과의 반응에서 나타난 엔탈피의 합이 같은 지를 확인한다.
우선, 고체 수산화나트륨과 염산의 반응에서 나타난 엔탈피의 변화를 측정하기 위해 보온병의 질량을 0.01g까지 정확히 측정한 후 0.25M 염산용액 200mL 를 넣은 다음 온도(Ti)를 측정한다. 그리고 2.0g의 고체 수산화나트륨 알갱이를 보온병에 넣고 잘 녹인 다음 이용액의 최고온도 (Tf)를 기록하고, 중화된 용액을 포함하는 보온병의 질량을 측정한다.
? 실험①
수산화나트륨과 물과의 반응에서 엔탈피의 변화를 측정하기 위해서는 실험①과 같은 방법으로 실험 장치를 준비한 다음 증류수 200mL를 사용하여 같은 방법으로 실험을 수행한 뒤 이 용액의 최고온도 (Tf)와 용액을 포함하는 보온병의 질량을 측정하여 기록한다.
또 수산화나트륨 수용액과 염산용액의 반응에서의 엔…

2. Introduction (이론 및 배경)

이 된다. q를 엔탈피와 관계를 지으면, 어떤 과정의 엔탈피 변화는 ①의 엔탈피 정의를 통해 ?H 〓 ?E + ?(PV) ─━④