[ 실험 ] 엔탈피 측정

◆ 목표 : 산과 염기의 중화 반응을 이용해 엔탈피가 상태함수임을 확인한다.

◆ 핵심개념 : 엔탈피, 상태함수, 헤스의 법칙, 반응열, 생성열, 비열용량

◆ 관련개념 : 비열, 열용량

1. 서론 :
 일반적으로 화학 반응이 진행되면 주위에서 열을 흡수하거나 주위로 열을 방출하게 된다. 화학반응에서 출입하는 열의 양은 “열량계”라는 장치를 사용해서 측정할수 있다, 정밀한 측정을 위한 열량계는 그 구조가 상당히 복잡하지만, 단열이 잘 되는 보온병이나 스티로폼으로 만든 컵이나 단열된 플라스크 등을 간단한 열량계로 사용할 수도 있다.
열량계를 이용하기 위해서는 열량계의 비렬용량 C와 열량계의 질량을 먼저 알아야 한다. 비열용량은 1g 물질의 온도를 1℃ 변화시키는데 필요한 열의 양을 나타낸다. 따라서 비열용량이 C (J/°g)인 물질 Wg의 온도가 △T만큼 변화했을 때 출입한 열의 양Q(J)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

Q = CW△T

“우주의 에너지는 일정하다”는 열역학 제 1법칙은 “에너지”와 “엔탈피”라는 열역학적 양을 정의한다. 계가 부피 팽창에 의한 일만을 할수 있는 경우에는 계의 상태변화에 의하여 출입하는 열의 양은 상태변화와 조건에 따라 다음과 같다.

△U = Qv , △H = Qp

2. 헤스의 법칙

: 엔탈피는 상태함수리므로 상태 변화에 따른 엔탈피 변화량, 즉 반응열은 반응 경로에 상관없이 언제나 일정하다. 여러 단계를 거쳐서 화학 반응이 일어나는 경우에 각 단계에서의 반응열을 모두 합하면 반응 전체에서 일어나는 반응열과 같게 된다는 법칙