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중화열 측정

- 열량계법 -. 중화열 측정. 2 조 발 표 : 02’ 안지영. 조 원 : 99’ 장우영 02’ 이보미 02’ 공영미. 실험 목적 실험 이론 실험 기구 및 시약 실험 방법. 실험결과 및 분석 고 찰 주의 사항 참고 문헌. 목 차. 실험 목적. 강염기인 NaOH 0.1mol 을 여러 가지 산 ( 강산 , 약산 ) 으로 중화시킬 때 발생되는 중화열을 측정 반응열에 대한 이해와 열량 측정의 개념을 알수 있다. 실 험 이 론. 산과 염기.

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중화열 측정

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Presentation Transcript

  1. -열량계법- 중화열 측정 2조 발 표 : 02’ 안지영 조 원 : 99’ 장우영 02’ 이보미 02’ 공영미

  2. 실험 목적 실험 이론 실험 기구 및 시약 실험 방법 실험결과 및 분석 고 찰 주의 사항 참고 문헌 물리화학 실험 -2조 목 차

  3. 물리화학 실험 -2조 실험 목적 • 강염기인 NaOH 0.1mol을 여러 가지 산(강산,약산)으로 중화시킬 때 발생되는 중화열을 측정 • 반응열에 대한 이해와 열량 측정의 개념을 알수 있다.

  4. 실 험 이 론

  5. 물리화학 실험 -2조 산과 염기

  6. 물리화학 실험 -2조 무기산 - 비금속을 함유, 산기(酸基)가 수소와 결합하여 생긴 산. 유기산 - 산성을 띠는 유기화합물의 총칭

  7. 물리화학 실험 -2조 중 화 반 응 • 산과 염기가 반응하여 염과 물이 생성 • 알짜 이온 반응식 • H+(aq) + OH-(aq) →  H2O(ℓ) + 열

  8. 물리화학 실험 -2조 • 0.5N NaOH50㎖ + 0.5N HCl 50㎖ = ΔH1↑ • 0.5N Ca(OH)250㎖ + 0.5N H2SO4 50㎖ = ΔH2↑ • ΔH1↑= ΔH2↑ • 약전해질(ΔH) < 강전해질(ΔH) • HOAC   +   OH-→  OAC-+ H2O + 열

  9. 물리화학 실험 -2조 중 화 열 • 산과 염기의 중화반응시 발생 • 중화반응이 일어날 때의 엔탈피 변화량(ΔH) • 반응하는 H+과 OH-의 수가 많을 수록 많은 열을 방출 • 산과 염기의 강약, 농도, 해리과정에 소요되는 에너지가 달라 약간 다르다

  10. H = 54.8kJ/mol HCl NaOH 물리화학 실험 -2조 • H+(aq) + OH-(aq) → H2O(ℓ) + 열(중화열) 크 기 - 중화반응에 참여하는 분자의 수에 비례 측 정 – 반응한 용액의 비열 × 부피 × 밀도 × ΔT

  11. 물리화학 실험 -2조 반응열(Heat of Reaction) • 발열반응(Q>0) • 흡열반응(Q<0)

  12. 물리화학 실험 -2조 엔 탈 피 • 일정한 압력에서 물질이 가지고 있는 에너지 • 일정한 압력에서 일어나는 계의 열 흐름(흡수하거나 방출한 열) 양 • 발열반응 - 계의 엔탈피 감소 - △H<0 • 흡열반응 - 계의 엔탈피 증가 - △H>0

  13. 물리화학 실험 -2조 • 엔탈피는 상태성질이다. • 계의 상태에 의해 결정되며, 그 상태에 도달하는 동안 거친 변화들과는 무관하다. • H보다 ΔH 즉 엔탈피 변화량을 더 중요하게 취급한다. • 엔탈피 변화량 = 생성물의 엔탈피 - 반응물의 엔탈피 • ΔH = H(생성물) - H(반응물)

  14. 물리화학 실험 -2조 • 헤스의 법칙(Hess’s Law) • 총열량 불변의 법칙 • 반응열의 전체합은 도중의 단계와는 관계가 없다.

  15. 물리화학 실험 -2조 열용량(Heat Capacity, C) • 일정량의 물질의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량 • 열용량(C) = 질량 × 비열 • 비열(Specific Heat) : 물질 1g을 1℃ 올리는데 필요한 열량

  16. 물리화학 실험 -2조 • 단열과정 • 열량계는 주위와 열을 주고 받지 않는다고 가정하에 실험

  17. 물리화학 실험 -2조 열량계의 종류 • 물리적, 화학적 변화 과정에서 흡수, 방출되는 열량을 측정하는 장치

  18. 물리화학 실험 -2조 실험 기구 및 시약 • 수은 온도계 • 초시계 • 비이커 • NaOH, HCl • H2SO4 • CH3COOH

  19. 실 험 방 법

  20. ③ ① 증류수(T1) Dewar병 Dewar병 증류수500㎖ +(T3) 얼음물100㎖ ② 얼음물100㎖(T2) 물리화학 실험 -2조 • 열량계의 열용량(℃)을 결정

  21. 물리화학 실험 -2조 • 중화열 측정 • Dewar병에 0.2N NaOH 500㎖ 0.05℃이내 일정한 온도 20초마다 측정. • 1.0N HCl 100㎖ 일정한 온도가 20초마다 온도측정 • 측정한 두 온도와 앞서 결정한 열용량으로부터 중화열 계산 • 1.0N CH3COOH, 1.0N H2SO4동일하게 측정

  22. 실험 결과 및 분석

  23. 물리화학 실험 -2조 • 열 용 량 • 열용량(C) = 2.503kJ/℃

  24. 물리화학 실험 -2조 • NaOH + HCl(ΔH=-56.567kJ/mol) • NaOH + H2SO4(ΔH=-52.563kJ/mol)

  25. 물리화학 실험 -2조 • NaOH + CH3COOH(ΔH=-50.811kJ/mol)

  26. 물리화학 실험 -2조 고 찰 • 중화열의 실제 이론값 • H+ + OH- → H20(ΔH=-54.8kJ/mol) • 얼음물이 얻은 열량 = 500㎖ 증류수가 잃은 열량(가정) • 증류수의 열량계 열용량 = 산,염기용액의 열량계 열용량(가정)

  27. 물리화학 실험 -2조 주의 사항 • 1.0N HCl 용액의 온도는 열량계 속에 있는 0.2N NaOH 용액의 온도와 비슷하게 한다. • 실험과정은 단열과정으로 간주한다. • 최대한 단열을 유지시킨다. • 깨지기 쉬운 수은온도계를 조심히 다룬다.

  28. 물리화학 실험 -2조 참고 문헌 • 물리화학실험, 이익선외, 탐구당, P102~105 • 최신분석화학, 김강진외, 자유아카데미 1999년, P101~108 • 유기화학, L.G.Wade, JR, 화학교재편찬위원회역, 청문사, P23~40 • 유기화학, 정동준외 공역, Brwon & Foote, 사이텍미디어, P108~119

  29. 물리화학 실험 -2조 비항온 열량계 • 열량계의 주위를 일정온도의 항온조로 싸던가, 단열벽으로 차단하여 내부의 온도 변화로 부터 열량을 구한다

  30. 물리화학 실험 -2조 보상식 열량계 • 흡열반응에 대해서는 외부로부터 냉각하여 항상 내부온도를 일정하게 유지하는 열량계

  31. 물리화학 실험 -2조 항온 열량계 • 일정온도에서 상변화가 있는 경우의 열량과 변화량과의 관계를 알고, 변화량 의 측정으로부터 열량을 알 수 있는 열량 계, 단 측정할 온도가 한정되는 결점

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