일반화학실험 - 질산포타슘의 용해도
1.Title: 질산포타슘의 용해도
2.Introduction: 이번 실험에서는 온도와 압력에 따른 용해도의 영향에 대해서 학습하고 몰농도와 온도를 그래프로 그려서 특징을 알아보고 용해도 곡선에 o한 이해와 온도에 따른 용해도의 변화를 이용하여 오염된 물질의 순도를 높이는 실험을 한다. 그리고 몰농도의 log값과 1/T을 그래프로 그려서 △H를 계산한다.
3.Principle Theory:
자발적 변화를 알아보기 위한 개념으로 볼츠만(Ludwig Edward Boltzmann, 1844~1906)은 엔트로피를 다음과 같이 나타냈다.
여기서 k는 볼츠만 상수이며, W는 계가 가질 수 있는 상태의 수이고, ln은 자연로그를 나타낸다. W가 1이면 lnW가 0이 되며, W가 10배가 되면 lnW는 약 2.3배가 된다. W가 큰 값이면 계는 더욱 다양한 상태로 존재하며 무질서해져서, 어떤 순간에 어떤 상태로 있는지 잘 알 수가 없다.
자발적 변화에서는 고립계의 엔트로피가 증가한다. 자발적인 변화는 열역학 제2법칙에서 말하는 것처럼, 볼츠만이 도입한 엔트로피를 통해 설명할 수 있다. 열역학 제2법칙은 여러 가지로 표현될 수 있지만, 가장 유명한 것이 ‘고립계에서는 자발적 변화에서 엔트로피(Entropy, S)가 증가한다’는 것이다. 계와 주위 사이에 일∙열∙물질의 드나듦이 없는 계를 고립계라 하며, 우주 전체는 대표적인 고립계이다.
고립계에서의 자발적인 반응은 엔트로피가 증가하는 방향이라고 했는데, 이를 설명할 수 있는 예를 하나 들어보자. 100명의 학생이 똑같은 동전 1,000개를 10개씩 균등하게 나누어 갖는다면, 이때 W는 1이고, lnW=0이므로 엔트로피는 0이다. 학생들은 동전을 따 먹거나 잃을 수 있다면, 시간이 지나면서 어떤 학생은 10개보다 적게, 어떤 학생은 10개보다 많은 동전을 갖게 될 것이다.
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2013.05.02
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