HeatofNeutralization 레포트 - 참고자료

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HeatofNeutralization 레포트

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HeatofNeutralization

HeatofNeutralization

Heat of Neutralization(중화열)

김승민

실험 목적

화학반응이 진행되는 동안 일반적으로 열의 흡수 또는 방출이 수반된다. 이와같이 화학반응에 관련된 열 의 흐름을 열량계라는 실험 장비를 사용하여 실험적으로 측정할 수 있다. 간단한 열량계를 사용하여 산- 염기 반응의 중화열을 측정한다.

화학반응

화학 변화가 일어날 때 발생하거나 흡수하는 열로서 발열 반응과 흡열 반응이 있다.

발열반응 : 화학 반응이 일어날 때 열을 방출하는 반응(중화 반응)

반응 물질 → 생성 물질 + 열 (ΔQ `0)

흡열반응 : 화학 반응이 일어날 때 열을 흡수하는 반응(물의 전기 분해, 산화질소의 생성)

반응 물질 + 열 → 생성 물질 (ΔQ`0)

반응열의 종류1

연소열 : 물질 1몰이 완전히 연소할 때 발생하는 열량을 연소열이라 한다. 연소열은 어느 것이나 모두 발열 반응이다.

중화열 : 산과 염기가 각각 1그램 당량씩 반응하여, 1몰의 물을 생성할 때 발생하는 열량을 중화열이라고 한다. 강산과 강염기의 수용액이 중화할 때는 산이나 염기의 종류에 관계 없이 일정한 값을 갖는다.

반응열의 종류2

생성열 : 1몰의 화합물이 그 성분 원소의 홑원소 물질에서 생길 때 발생 또는 흡수하는 열량을 생성열이라 한다.

분해열 : 1몰의 화합물을 그 성분 원소의 홑원소 물질로 분해할 때 발생 또는 흡수하는 반응열을 분해열이라 한다. 분해열은 생성열과 같지만 부호가 반대이다.

반응열의 종류3

용해열 : 물질 1몰이 다량의 물에 녹을 때 발생 또는 흡수하는 열량을 용해열이라 한다. 용해열은 발열인 경우와 흡열인 경우가 있으며 암모늄염, 칼륨염, 나트륨염 등 염의 종류에서는 용해열을 흡수하는 경우가 많다.

반응열 측정

스티로폼 열량계 : 스티로폼으로 된 열량계로서 반응 후 컵 안에 있는 물의 온도 변화를 측정하여 반응열을 측정할 수 있다.

반응열 측정

봄베 열량계 : 반응 물질이 들어 있는 용기를 물에 넣고 반응시키면 발생하거나 흡수하는 열량 때문에 물의 온도가 올라가거나 내려가는데, 이 때 반응 전 물의 온도와 반응 후 물의 온도 차이에 의하여 반응열을 알아내는 장치이다. 주로 기체가 관여하는 반응에 이용되며 특히, 연소에 의한 발열량을 측정하는데 흔히 사용되므로 연소 열량계라고 불리기도 한다.

헤스의 법칙

`화학 변화에 있어서 반응 전의 물질의 상태와 반응 후의 물질의 상태가 결정되면, 반응 과정이 달라도 그 사이에 출입하는 열량의 총합은 일정하다`

헤스의 법칙

중화열이란

산과 염기가 각각 1몰씩 중화할 때에 발생하는 열량.

산과 염기를 각각 1몰씩 중화시켰을 때에 발생하는 반응열을 말하며, 중화열은 중화반응이 일어날 때의 엔탈피 변화량(ΔH)이다. 18℃에서 13.7칼로리이다.

수용액에서 산은 수소이온(H+)을 내주고, 염기는 수산화이온(OH-)을 내놓는다. 그러므로 모든 중화반응의 실제 이온반응식은 다음과 같다.

레메리의 중화와 중화열 이론

중화반응이 일어날 때의 온도 변화

산과 염기의 중화 반응이 진행됨에 따라 용액의 온도가 점점 올라가며 완전히 중화될 때 온도 변화가 가장 크다. 온도 변화의 측정으로 산과 염기의 혼합 용액의 중화점을 알 수 있다.

중화반응이 일어날 때의 온도 변화

중화열 실험 장치

수산화나트륨 수용액에 염산을 가했을 때

H+, OH-의 수와 중화열

반응하는 수소 이온(H+)과 수산화 이온(OH-)의 수가 많을수록 중화열이 많아진다. 즉, 산과 염기를 같은 양씩 섞었을 때 온도가 가장 높아진다.

중화점에서의 전류 변화

수산화나트륨 수용액에 염산을 가했을 때

중화점에서는 전류의 세기가 최저가 된다.

중화열 측정 방법1

열량계의 무게를 측정한 후 50ml 정도의 찬물을 붓고 무게를 잰 후 온도계 A로 온도를 측정 한다.

50ml의 물을 비이커에 넣고 버터 불꽃을 작게 하여 냉수의 온도보다 15℃정도 더 높게 가열 한다. 버너 불꽃을 끄고 열량계의 온도보다 약 10℃정도 차이가 날 때까지 식힌다.

더운물과 냉수의 온도를 다시 측정하여 기록하고 즉시 더운물을 열량계 속에 붓는다.

중화열 측정 방법 2

열량계의 뚜껑을 씌우고 조심스럽게 흔들어 준다.

온도가 일정해 질 때까지 매 5초마다 온도 기록

더운물의 무게를 측정하고 열량계의 열용량을 계산

두 번 측정하여 두 값의 평균치를 사용

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