n : 용액의 질량, t : 온도 변화) 식을 가지고 계산한다.
따라서 실험 2에서 반응에서 방출된 열량은
H°₃ = 20°C × 4.18 J/g °C × 0.500g = 42 J
가 나오고 여기서 Mg 1몰 당 반응열을 구하려면 반응에서 방출된 열량을 우선 kJ로 바꾼 후 분자량으로 나눠줘야 한다.
H₃ = 42 J ÷ 1000 ÷ 24.31 g/mol = 0.0017 kJ/mol 가 나온다.
[실험 3] Mg(s) + ½ O₂(g) → MgO (s)
1) Mg(s) + ½ O₂(g) → MgO (s) H°rnx = H°f = -286 - 7 + -0.007
= -293 kJ/mol
2) MgO(s) + 2H+(aq) → Mg²+(aq) + H₂O(l) H°₂ = 7 kJ/mol
3) Mg(s) + 2H+(aq) → Mg²+(aq) + H₂(g) H₃ = 0.0017 kJ/mol
4) H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) H₄ = -286 kJ/mol
8.토의
물질의 표준 상태(standard state)는 기준이 되는 상태를 말한다. 열역학 함수 값은 물질의 농도(또는 압력)에 따라 변하는 값이기 때문에 두 가지 물질의 열역학 함수 값을 비교하기 위해서는 명확한 기준이 필요하다. 대부분의 열역학 함수 값은 절대적인 값을 구할 수는 없고, 상대적인 변화량만을 측정할 수 있으므로 기준이 되는 상태에 대한 정의가 특히 중요하다. 한 예로, 엔탈피의 절대값을 측정할 수 있는 방법은 없다.
표준상태의 정의 중에 첫 번째 화합물의 경우이다. 기체 상태 물질의 표준 상태는 압력이 정확히 1atm인 기체이다. 그리고 응축 상태(액체 또는 고체) 순물질의 표준 상태는 순수한 액체 또는 고체이다. 또 용액의 표준 상태는 농도가 정확히 1M인 용액이다. 두 번째 원소의 경우이다. 원소의 표준 상태는 1atm, 25 °C 하에서 그 원소가 존재하는 상태이다. (산소의 표준 상태는 1atm의 O₂(g), 소듐의 경우는 Na(s), 수은의 경우는 Hg(l)를 말한다.) 참고로 표준 상태는 기체에서의 표준 온도와 압력 (STD)과는 다르다.
아직 잘 이해가 안가는 부분이 많지만 이해 하도록 노력해야겠다. 그리고 실험 중에 온도 측정 할 때 실험 과정에는 0.1°C 까지 측정하라고 되어있었는데 우리 조 실험에서는 매 실험 마다 딱딱 떨어지는 값이 나와서 계산이 복잡해지지는 않았지만 뭔가 오차가 생기진 않았을 까 싶다. 그리고 계산을 할 때 단위를 잘 맞춰 줘야 했고 단위를 맞춰보다 보면 딱 식을 암기 하지 않아도 계산 할 수 있다는 사실을 알게 되
었다.
이번 실험을 통해서 Hess의 법칙을 이용하는 방법과 표준 상태란 무엇인지에 대해 공부 할 수 있었다. 그리고 표준 생성 엔탈피에 대한 개념을 알게 되었고 그것과 Hess의 법칙이 연관되어 있음도 느낄 수 있었다. 그리고 일정 부피 열 계량법과 일정 압력 열 계량법에 대해서 자세히 알 수 있었다.
9.참고 문헌
- 줌달의 일반 화학 (사이플러스, 화학교재연구회 옮김)
- 하이탑 화학 2