1. subject : 용해열과 과냉각 상태
2. Object
고체물질이 녹을 때 나타나는 용해열을 측정하는 원리를 이해하고 과포화 용액에 기계적인 충격을 가했을 때 나타나는 현상을 관찰한다.
3. Principle
① 용해열
용해열을 용해 엔탈피라고도 하며, 이 값은 어떤 용질이 어떤 용매에 녹을 때 방출하거나 흡수하는 열량이다.
Hsoln = Hsoln -Hcomponents
Hsoln 나 Hcomponents 는 측정될 수 없으나, 그 차이인 Hsoln 는 일정 압력 열량계로 쉽게 결정할 수 있다. 다른 엔탈피 변화와 같이 Hsoln 는 흡열 과정에 대하여 양의 값을, 발열 과정에 대하여 음의 값을 가진다.
고체 이온 결합 화합물 1몰을 기체이온으로 완전히 분리시키는데 필요한 에너지를 격자 에너지라 한다. NaCl의 격자에너지는 788 KJ/mol 이다. 다시 말해서, 고체 NaCl의 1몰을 몰의 Na⁺과 1몰의 Cl⁻ 이온으로 분리시키는데 788 KJ 의 에너지를 공급해야 한다는 것이다. 다음 단계는 기체 Na⁺과 Cl⁻ 이온이 물속에 들어가서 수화되는 과정이다. 수화과정에 관련된 엔탈피 변화를 수화열이라 한다.
Hess의 법칙을 적용하면 Hsoln 은 격자에너지와 수화열 두 가지의 합이다.
NaCl(s) -------] Na⁺(g) + Cl⁻(g) U = 788 KJ/mol
Na⁺(g) + Cl⁻(g) --------] Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) Hhydr = -784 KJ/mol
NaCl(s) -----------] Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) Hsoln = 4 KJ/mol
즉, NaCl이 물에 녹을 때 주위로부터 4KJ의 열이 주위에서 흡수되며, 그영향으로 용액이 담긴 비커가 약간 냉각되는 것을 관찰 하게 될 것이다.
② 비열과 열용량
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2014.01.20
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