이 실험 소개
흡열 및 발열 엔탈피 프로파일을 살펴보면서 전체적인 가열 또는 냉각을 측정하세요. 반응 좌표 프로브를 움직이고, 촉매로 장벽을 낮추며, 반응한 양을 독립적으로 늘리세요.
학습 목표
- 반응 엔탈피와 정반응 및 역반응 활성화 장벽을 구분하세요.
- 촉매가 반응 전후의 엔탈피는 바꾸지 않으면서 반응 장벽을 바꾸는지 확인합니다.
- 몰 엔탈피와 반응 진행도를 열량계 온도와 연결합니다.
사용 방법
- 1발열 반응 엔탈피 경로의 시작점, 최고점, 끝점을 살펴봅니다.
- 2촉매가 있는 경로를 따라가며 두 활성화 장벽을 비교합니다.
- 3반응을 완전히 진행시키고 단열된 용액이 흡수하는 열을 계산합니다.
- 4반응 엔탈피의 부호를 반대로 바꾸고 냉각과 가열을 비교합니다.
모델
가정
- 이 경로는 인위적으로 설정한 매끄러운 엔탈피 다이어그램이지, 양자역학적 전이 상태 계산이나 분자 궤적이 아닙니다. 경로상의 지점 탐색은 전체 반응 진행도와 독립적입니다.
- 반응 진행도는 제어 시계에 따라 지정되며, 속도 법칙이나 평형 전환율 또는 촉매 반응 속도론은 추론하지 않습니다.
- 열량계는 단열되어 있고 시작 온도는 20 °C이며, 용액의 비열은 4.18 J/(g·K)로 일정합니다. 반응 부피와 용액 질량의 변화는 무시합니다.
수업에서 해 보기
- Q1같은 반응열을 가해도 용액의 양이 많을수록 온도 상승이 더 작아지는 이유는 무엇인가요?
- Q2종점 엔탈피가 변하면 역반응 장벽도 왜 변해야 하나요?
자주 묻는 질문
같은 전환율에서 촉매가 최종 열량계의 열량을 바꿀 수 있나요?
아니요. 이 모델에서는 경로 장벽만 바뀝니다. 종점 엔탈피와 지정된 반응 진행도에서의 열량은 변하지 않습니다.
움직이는 경로 구슬은 실제 장벽을 넘는 개별 분자를 나타내나요?
아니요. 표시된 개략적 에너지 곡선을 살펴보기 위한 탐침입니다. 이 모델은 장벽을 넘을 확률을 지정하지 않습니다.