일반화학- 반응열 反應熱 (heat of reaction)

반응열 反應熱 (heat of reaction)

1. 반응열 : 화학반응이 일어날때에는 열이 발생되거나 흡수된다. 이때 발생 또는 흡수되는
          열량을 반응열이라 한다.
          반응열은 반응물질과 생성물질에 저장된 열량이 다르기 때문에 생긴다.

2. 엔탈피 : 어떤 물질이 일정한 압력에서 생성되는 동안에 그 물질속에 저장된 열에너지를
          엔탈피라고 하고 기호 H로 표시한다. 엔탈피는 직접측정할 수 없으나 압력이
  일정할때 반응열의 출입을 측정함으로 엔탈피의 변화를 계산할 수 있다.

          △H = 생성물질의 총 엔탈피 - 반응물질의 총 엔탈피

 1) 생성물질의 엔탈피가 반응물질의 엔탈피보다 작은경우에는 발열반응이며 △H는 -값을
    갖는다.

 2) 생성물질의 엔탈피가 반응물질의 엔탈피보다 클경우에는 흡열반응이며 △H는 + 값을
    갖는다.

3. 엔탈피의 변화

  물질이 가지는 엔탈피의 값은 온도와 압력에 따라 변화되며, 특히 상태의 변화가 일어나는
  때보다는 화학변화에서 더욱 크게 변화한다.

** 표준엔탈피 : 1기압, 25℃에서 반응물이 생성물로 변할때의 엔탈피 변화를 뜻한다.

4. 엔탈피와 물질의 안정성

  엔탈피가 커질수록 물질은 불안정해지며, 원자상태가 되면 더욱 불안해진다.따라서
  방출하는 반응열리 크면 생성물질은 안정하다. 즉, 엔탈피가 적운 물질일수록 더욱
  안정해진다.

5. 발열반응/흡열반응

  1) 발열반응 : 엔탈피가 큰 물질이 화학반응을 하여 엔탈피가 작은 물질로 변할 때
              그 차에 해당하는 열을 방출하는 반응

  2) 흡열반응 : 엔탈피가 작은 물질이 엔탈피가 큰 물질로 변할때 부족되는 에너지를
              외부로 부터 흡수하는 반응

  ** 발열반응은 생성물질이 더 안정하고, 흡열반응은 반응물질이 더 안정한 상태이다.


6. 반응열의 종류

  1) 연소열 : 어떤 물질 1mol 또는 1g이 완전 연소할 때 발생하는 열량 또는 발열량.
    예) C(s)+ O2(g) → CO2(g) + 94.1 kcal

  2) 생성열 : 한 화합물 1mol을 그것을 구성하는 각 원소의 홑원소물질로부터 일정한
            압력하에서 만들 때 흡수 또는 발생하는 열량.
    예) H2(g)+ 1/2 O2(g) → H2O(l) + 68.3 kcal

  3) 분해열 : 화합물 1mol을 성분원소의 단체로 분해될때 발생 또는 흡수되는 열량,
            생성열의 역반응이므로 에너지 값은 생성열과 같으나 부호는 반대이다.
    예) H2O(l) → H2(g)+ 1/2 O2(g) + 68.3 kcal

  4) 중화열 : 산과 염기가 각각 1몰씩 중화할 때에 발생하는 열량.
    예) NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + 13.7 kcal

  5) 용해열 : 어떤 물질 1 mol을 용매에 녹일 때 출입하는 열.
    예) H2SO4 + aq →  H2SO4(aq) + 19.0 kcal

7. 결합에너지

  원자간의 공유결합을 끊는대 필요한 1몰당의 에너지, 즉 각각의 원자 1몰이 원자상태
  에서 결합된 상태로 될때 발생하는 열량을 말한다.

  예) 2H(g) → H2(g) △H = -104 kcal/mol

  △H : - 값을 갖는 경우 발열반응
  △H : + 값을 갖는 경우 흡열반응

  1) 결합에너지의 세기

    - 다중결합일수록 결합력이 강하다.
    - 극성이 커질수록 결합력이 강하다.

  2) 반응열 계산

    △H = 생성물질의 결합에너지 총합 - 반응물질의 결합에너지 총합


  ** 봄베 열량계를 이용한 반응열의 계산

      Q = c * m * △T

      Q : 반응열
      c : 물질의 비열
      m : 물질의 질량
    △T : 온도변화

 

http://chemeng.co.kr/site/bbs/board.php?bo_table=vstudy1&wr_id=19