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목차

I. 실험 소개
Ⅰ- 1. 목적
Ⅰ- 2. 이론적 배경

Ⅱ. 실험 준비
Ⅱ- 1. 실험 준비물
Ⅱ- 2. 실험 방법

Ⅲ. 실험결과
Ⅲ - 1. 실험실 안 대기압
Ⅲ - 2. 온도에 따른 공기의 부피
Ⅲ - 3. ln Pvap vs T-1 그래프

Ⅳ. 실험 고찰

Ⅴ. 결론

본문내용

개요
온도에 따른 물의 증기압을 측정하는 실험을 통해 물의 증발 엔탈피를 구해 보았다. 5℃에서 증기압을 0 atm 이라고 가정 하여 실험을 진행하였다. 증발 엔탈피는 30.43 kJ/mol로 계산되었으며 이를 통해 구한 물의 끓는 점은 125.6℃였다.

I. 실험 소개
Ⅰ- 1. 실험 목적

실험의 목적은 물의 증기압을 통해 물의 증발엔탈피를 구하는 것이다. 측정된 증기압 정보를 가지고 열역학 법칙에 값을 넣어 증발엔탈피를 계산해 볼 수 있다.

Ⅰ- 2. 이론적 배경

맥스웰 볼츠만 분포
<그림 1>의 그래프를 보면 평균온도 300 K의 조건에서 수많은 입자들이 서로 다른 속력을 가지고 있다. 즉 상대적으로 속도가 빠른 입자들이 부분적으로 존재하고 있다는 것을 의미한다. 이러한 입자들은 액체 분자들 사이의 인력을 극복하고 기체 상으로 탈출하는데, 이것을 증발이라고 한다. 분자 속도는 온도에 의해 결정되기 때문에 증발 속도는 온도의 함수이다.

동적 평형
증발 속도는 온도의 함수로 주어지니 온도가 일정하게 유지된다면 증발 속도도 당연히 일정하게 된다. 동시에 기체 분자들도 액체 분자와의 충돌로 인해 에너지를 잃고 액체로 돌아가게 되는데, 이것을 응축이라고 한다. 증발과 응축은 항상 동시에 일어나는데 이 두 속도가 같아지는 순간을 ‘동적 평형’ 이라고 한다. <그림 2> 에서 빨간색 선과 파란색 선이 겹치는 곳이다. 응축 속도는 증기압이 클수록 커지는데 그 이유는 증기압이 크다는 것은 기체 분자들의 수가 많다는 것을 의미하기 때문이다.

깁스 자유에너지

∆G=∆H_계-T∆S_계

반응이 일어날 때 계와 주위 사이에 열의 출입이 있으면 주위 엔트로피가 변하므로 주위의 엔트로피는 계의 엔탈피 변화와 관련이 깊다. 깁스는 반응의 자발성을 판단하기 위해서 ‘자유 에너지’라는 개념을 도입하였다. 어떤 반응의 자유에너지가 음수이면 반응이 자발적으로 일어나고 양수이면 비자발적이다.

참고 자료

David. W. Oxtoby, Principle of Modern Chemistry 7th Edition(일반화학 7판), Cengage Learning, 414~416
ibid, 459
EBS 수능특강 화학2, 2015, P. 97-99
Ge, Xinlei; Wang, Xidong (20 May 2009). "Estimation of Freezing Point Depression, Boiling Point Elevation, and Vaporization Enthalpies of Electrolyte Solutions". Industrial & Engineering Chemistry Research 48
David. W. Oxtoby, Principle of Modern Chemistry 7th Edition(일반화학 7판), Cengage Learning, 418~419