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[자연과학][일반화학實驗] reaction 열과 헤스의 법칙

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작성일18-05-23 07:33

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첫째 것을 실열량, 둘째 것을 그냥 反應(반응)열이라고 할 가 많다. 보통 화학계 내의 특정 물질 1몰당 칼로리(cal/mol)로 나타낸다.


헤스의 법칙(Hess` law)1) : 한 화학反應(반응)의 反應(반응)열, 또는 일련의 화학反應(반응)의 反應(반응)열의 전체 합은, 그 反應(반응)의 처음 상태와 마지막 상태만으로 정해지고, 도중의 단계와는 관계가 없다는 법칙. 1840년에 G.H.Hess가 발견하였음. 이 법칙은 에너지 보존법칙에서 당연히 유도되는 것이지만, history(역사) 적으로는 후자보다 먼저 발표되었다. 묽은 용액에서는 센 산과 센 염기는 이온화가 거의 완전하므로, 이 때의 중화열은, H+과 OH-에서 H2O가 생성될 때의 생성열과 같은 것이다. 또 이법칙은 직접 측정(measurement)하기 어려운 反應(반응)열의 결정에 응용된다

反應(반응)열2) : 화학反應(반응)에 수반되어 화학계와 외계 사이에서 교환되는 열량. 反應(반응)이 등온 등체적 change(변화)일 는 등체적反應(반응)열, 등온 등압 change(변화)일 는 등압反應(반응)열이라고 한다.

H+, Cl-, NaOH(s)
-44500 J/mol(A)
-100340 J/mol
(C實驗(실험))
H+, Cl-, Na+, OH-

-55840 J/mol(B)
H2O, Na+, Cl-
이 데이터는 1당량을 기준으로 산출된 값이므로, 實驗(실험)에서 쓰인 1/40당량으로 계산하여 實驗(실험)값과 비교하면 다음과 같다. 대개는 등압反應(반응)열이 측정(measurement)되지만, 봄브열량계로써 측정(measurement)되는 것은 등체적 反應(반응)열이다. 첫째 것은 화학계의 내부에너지의 change(변화), 둘째 것은 엔탈피의 change(변화)와 같다.). 외계와의 물질의 교환이 없는 미소change(변화)에 대하여 dH〓Q+Vdp이므로, 일정압력change(변화)에서는 dH〓Q가 된다

중화열(heat of neutralization)4) : 산과 염기의 각 1당량씩을 …(drop) 중화시킬 의 反應(반응)열. 또 센 산과 센 염기의 중화에 있어서의 중화열은, 그들의 화학조성에는 관계없이 18℃에서 거의 13.7kcal와 같다.

엔탈피(enthalpy)3) : 열역학特性(특성)함수의 일종으로서, H〓U+pV(U는 내부에너지, p는 압력, V는 부피)로써 definition 된다 H. Kamerlingh-Onnes(1909)가 명명한 것이지만, J. W. Gibbs의 명명에 따라 열함수라고도 한다. 이때 부호는, 발열反應(반응)일 는 화학계의 내부에너지 등이 감소하므로 -이지만, 관습상 이것을 +로 할 때도 있따 反應(반응)의 종류에 따라, 생성열, 연소열, 분해열, 중화열 등이라고 한다. 단, 이 규칙은 묽은 용액일 때만 성립한다. 어원은 그리스말 υθλπω(따뜻하여지다.

2. Data & Results

1. 反應(반응)에 따른 온도 change(변화) 측정(measurement)

實驗(실험)
反應(반응) 시료
온도 change(변화)
온도 change(변화)
反應(반응) 시료
實驗(실험)
A
50ml H20
+ 1g NaOH
4.2℃
9.0℃
0.5M HCl 50ml
+ 1g NaOH
C
B
1M HCl 25ml
+ 1M NaOH 25ml
5.6℃
2. 각 實驗(실험)의 엔탈피 측정(measurement)
△HA
△HB
△HC
△H (J/mol)
-1014.1
-1362.5
-2191.9
(참고data(資料)) Standard enthalpy of formation (kJ/mol)
NaOH(s) 〓 -425.61 H2O(l) 〓 -285.83
Na+(aq) 〓 -240.12 OH-(aq) 〓 -229.99
H+(aq) 〓 0 Cl-(aq) 〓 -167.46

3. Discussion

(1) 反應(반응)열의 theory 치의 고찰 및 實驗(실험)치와의 비교
위의 참고data(資料)의 표준엔탈피를 기준으로 엔탈피의 상대량을 계산해보면 다음과 같다.[자연과학][일반화학實驗] reaction 열과 헤스의 법칙


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설명



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[일반화학實驗(실험)] 反應(반응)열과 헤스의 법칙

1. Abstract & Introduction

고체 수산화나트륨과 염산의 중화反應(반응)을 한단계 및 두단계로 진행시켜 각 단계의 反應(반응)열을 측정(measurement)하고 헤스의 법칙을 확인한다.
A 實驗(실험)
B 實驗(실험)
C 實驗(실험)
이 론 치 (J/mol)
-1112.5
-1396.0
-2508.5
실 험 치 (J/mol)
-1014.1
-1362.5
-2191.9






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