자연과학 다운로드 일반화학 실험 – 엔탈피 측정 실험 레폿

자연과학 다운로드 일반화학 실험 – 엔탈피 측정 실험

[자연과학] 일반화학 실험 – 엔탈피 측정 실험

실험제목 : 엔탈피 측정

실험목적 : 산과 염기의 중화반응을 이용해서 엔탈피가 상태함수임을 확인한다.

실험방법

실험A)
1) 250mL 삼각 플라스크를 깨끗하게 씻어서 말린 후에 무게를 0.1g까지 측정하고, 스티로폼이나 솜으로 잘 싸서 단열이 되도록 한다.
2) 0.25M 염산용액(0.50M 염산용액을 희석시켜 사용), 200mL를 넣은 다음 온도를 0.1℃까지 측정 한다.
3) 약 2g의 고체 수산화나트륨을 0.01g까지 재빨리 달아서 플라스크에 넣고 흔들어 녹인다
4) 용액의 온도가 가장 높이 올라갈 때의 온도를 기록하고, 플라스크의 무게를 측정한다.

실험B)
1) 0.25M 염산용액 대신 증류수 200mL를 사용하여 실험 A를 반복한다.

실험C)
1) 삼각플라스크 무게를 측정
2) 0.5M 염산용액 100mL를 삼각플라스크에 넣는다. 온도를 측정한다.
3) 눈금실린더에 0.5M 수산화나트륨 용액 …실험제목 : 엔탈피 측정

실험목적 : 산과 염기의 중화반응을 이용해서 엔탈피가 상태함수임을 확인한다.

실험방법

실험B)
1) 0.25M 염산용액 대신 증류수 200mL를 사용하여 실험 A를 반복한다.

실험C)
1) 삼각플라스크 무게를 측정
2) 0.5M 염산용액 100mL를 삼각플라스크에 넣는다. 온도를 측정한다.
3) 눈금실린더에 0.5M 수산화나트륨 용액 100mL를 취한다.
4) 두 개의 용액이 온도가 거의 같아질 때까지 기다린 후 온도를 기록
5) 수산화나트륨 용액을 염산용액에 재빨리 넣고 상승한 최고 온도를 측정

실험결과

실험A)

삼각플라스크의 무게
121.34g
고체의 무게
2g
중화된 용액과 삼각플라스크의 무게
340.00g
중화된 용액의 무게
218.66g
염산 용액의 온도
24.5℃
중화된 용액의 최고온도
29.5℃
온도 상승값
5℃
용액에 의해 흡수된 열량
Q=cmt c=4.18 J/g℃ (물비열)

4569.994 J
플라스크에 의해 흡수된 열량
Q=cmt c=0.85 J/g℃ (유리비열)

515.695 J
반응1에서 방출된 열량
5085.689 J
몰당 반응열
NaOH 1몰 :

반응열 :
101.71378 KJ/mol
실험B)

삼각플라스크의 무게
121.34g
고체의 무게
2g
용액과 삼각플라스크의 무게
321.44g
용액의 무게
201.10g
물의 온도
24℃
용액의 최고온도
27.5℃
온도 상승값
3.5℃
용액에 의해 흡수된 열량
Q=cmt c=4.18 J/g℃ (물비열)

2927.463 J
플라스크에 의해 흡수된 열량
Q=cmt c=0.85 J/g℃ (유리비열)

360.9865 J
반응2에서 방출된 열량
3288.4495 J
몰당 반응열
NaOH 1몰 :

반응열 :
65.76899 KJ/mol
실험C)

삼각플라스크의 무게
152.11g
중화된 용액과 삼각플라스크의 무게
353.23g
중화된 용액의 무게
201.12g
용액과 염산 용액의 평균 온도
27.5℃
중화된 용액의 최고온도
29.5℃
온도 상승값
2℃
용액에 의해 흡수된 열량
Q=cmt c=4.18 J/g℃ (물비열)

1681.3632 J
플라스크에 의해 흡수된 열량
Q=cmt c=0.85 J/g℃ (유리비열)

258.587 J
반응3에서 방출된 열량
1939.9502 J
몰당 반응열
NaOH 1몰 :

반응열 :
38.799004 KJ/mol

101.71378 KJ/mol
NaOH(s) + HCl(aq) -` NaCl(aq) + H2O(l)
65.76899 KJ/mol
NaOH(s) + H2O(l) -` NaCl(aq)
38.799004 KJ/mol
NaOH(s) + HCl(aq) -` NaCl(aq) + H2O(l)
104.567994 KJ/mol
2.806%
반응열= 용해열+ 중화열 [헤스의 법칙]

토의
산과 염기의 중화반응을 이용하여 엔탈피를 측정하고 엔탈피가 상태함수임을 알아보는 실험. 엔탈피가 상태함수임을 알아보기 위해 ‘헤스의 법칙’을 이용하였다.
헤스의 법칙은 물리화학적 반응의 엔탈피 변화는 반응이 일어나는 단계에 관계없이 일정하다는 것으로 반응에 관계한 총 열량은 보존된다는 법칙이다.
실험에서 전체반응 실험인 A에서의 와 두 개의 부분 반응으로 나눈 B,C 실험에서의 를 측정하여 = + 임을 보여 엔탈피는 반응의 경로에 상관없이 열량의 변화(엔탈피변화)는 일정함을 직접 알아보게 되었다.
실험결과를 분석해 보면 반응1의 엔탈피 와 반응2,3의 엔탈피 ,의 합이 이론값처럼 정확하게 일치하지는 않으나 101.71378 KJ/mol 과 104.567994 KJ/mol 로 오차 2.806% 근사한 값을 얻어 헤스의 법칙을 만족할만한 결과를 얻었다. 오차를 최대한 줄이는 노력을 하여 실험을 하면 이론값과 매우 근사한 값을 얻을수 있을 거라고 생각한다.
`오차의 원인`
1. 온도측정과 단열
온도를 측정할 때 정밀한 온도계를 사용하지 못해 실험에서 요구한 0.1도까지의 정확한 측정이 어려웠다.
삼각플라스크를 단열할 스티로품이 너무 작아서 솜으로 대체했는데 이 과정에서 삼각플라스크내에서 발생한 중화열이 보존되지 않고 외부로 열에너지가 빠져나가게 되었고, 실험 A, B, C에서 동일한 단열상태를 만들어 주지 못했다.
2. NaOH 취급
NaOH는 조해성이 강해 질량을 빠르게 측정하고 삼각플라스크에 넣어 주어야 한다. 이 과정에서 공기중에 노출되는 시간과 고체상태의 NaOH를 삼각플라스크에 넣어줄때 기름종이에 작은 알갱이들이 남아 있어서 정확한 2g 만큼을 썩어 주지 못했다.
3. 측정
온도, 무게, 부피를 측정할 때 정확하게 측정하는 것은 매우 어렵다. 실험기구와 실험자가 모두 완벽한것은 아니기 때문이다.
질량을 측정하는 전자저울도 주위에 사람이 지나가며 발생하는 진동으로 오차가 생긴다.

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=17041769&sid=leesk55&key=

[문서정보]

문서분량 : 4 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 다운로드 일반화학 실험 – 엔탈피 측정 실험
파일이름 : [자연과학] 일반화학 실험 – 엔탈피 측정 실험.hwp
키워드 : 자연과학,일반화학,실험,엔탈피,측정,다운로드
자료No(pk) : 17041769

답글 남기기 응답 취소