[일반화학 실험] 열계량 실험

1. Abstract (요약)

열계량 실험은 열량계로 화학물의 온도변화를 측정하여 화학반응에 수반되는 열의 흡수 또는 방출되는 양을 측정하고 에너지의 변화에 대하여 알아보면서 열역학의 기초에 대해서 알아보게 된다.
따라서 이번 실험에서는 먼저 열량계의 열용량을 결정하기 위해서 증류수의 온도와 냉각된 증류수의 온도를 잰 후 두 개의 증류수를 열량계에 섞어서 변화되는 온도를 통하여 보온병이라는 열량계의 열용량을 측정한다.
이후 이제 열용량을 아는 열량계(보온병)로 몰수를 아는 HCl과 NaOH의 용액의 중화반응을 통해 변화되는 증류수의 온도변화를 통하여 중화반응으로 인한 열에너지등을 계산하게 된다.

2. Introduction (이론 및 배경)

화학반응이 진행되는 동안 일반적으로 열의 흡수(흡열반응, H＞0) 또는 방출(발열반응, H[0)이 일어난다. 열은 다른 온도에 있는 두 물체 사이의 열에너지의 전달이고 흔히 더운 물체에서 찬 물체로 ‘열의 흐름’을 말한다. ‘열’ 그 자체는 에너지 전달을 의미하지만 과정에서 나타나는 에너지 변화를 기술할 때는 흡수된 열 또는 방출된 열이라고 관습적으로 말한다. 일반적으로 열에너지는 온도를 측정해서 계산할 수 있다. 시료 물질내의 원자와 분자들의 운동이 격렬 할수록 시료는 더 뜨거워지고, 열에너지는 더욱 커진다.

여기서 열에너지와 온도를 잘 구별할 필요가 있다. 70℃의 차 한잔은 40℃의 따뜻한 물로 채워진 목욕통보다 더 높은 온도를 가지지만 목욕통에는 더 많은 양의 물분자가 있고 더 많은 분자 운동을 가지기 때문에 훨씬 더 많은 열 에너지를 저장하고 있다.

실험실에서 물리적 화학적 과정에서의 열변화는 열량계(Calorimeter)라는 실험장비를 사용하여 측정할 수 있다. 열량계는 용도와 목적에 따라서 여러 가지의 열량계가 있으나, 근본적으로 열량계는 다음과 같이 구성된다.

1) 열의 흡수나 방출에 민감한 물질
2) 열의 출입을 기록할 수 있는 장치(온도계, 기록계 등)
....

[hwp/pdf][일반화학 실험] 열계량 실험