NH4Cl CaCl2 solid mixture 3.89 g water 100.0 mL 4.23℃
When 3.89 g of a solid mixture composed of NH4Cl and CaCl2
was dissolved in 100.0 mL of water,
the temperature of the water rose by 4.23°C.
How many grams of each substance was in the mixture?
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3.89 g + 100.0 mL 이면,
묽은 용액이므로,
① 용액의 비열 ≒ 물의 비열 이라고 가정.
② 용액의 밀도 ≒ 물의 밀도 라고 가정.
NH4Cl의 용해열 = +15.2 kJ/mol 이고,
NH4Cl의 몰질량 = 53.49 g/mol 이므로,
(+15.2 kJ/mol) (1 mol / 53.49 g) = +0.284 kJ/g
---> kJ/g 단위로 나타낸 NH4Cl의 용해열
CaCl2의 용해열 = –81.3 kJ/mol 이고,
CaCl2의 몰질량 = 110.98 g/mol 이므로,
(–81.3) / (110.98) = –0.733 kJ/g
[참고] 각 물질의 용해열은 문헌에서 찾은 값이며,
문헌값은 문헌마다 다소 차이날 수 있다.
q = C m Δt
( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )
= (4.184 J/g•℃) (3.89 + 100.0 g) (4.23 ℃)
= (4.184) (3.89 + 100.0) (4.23)
= 1838.7 J
= 1.8387 kJ
---> 용액이 흡수한 열
---> 이만큼 고체 혼합물이 용해열을 내놓았다.
NH4Cl의 질량 = x 라 두면,
CaCl2의 질량 = 3.89 – x
고체 혼합물의 방출열(–q) = 용액의 흡수열(+q) 이므로,
(+0.284 kJ/g) (x g) + (–0.733 kJ/g) (3.89 – x g) = –1.8387 kJ
[참고] q = C m Δt 에서, Δt 값은 동일하므로, 생략(소거)함.
0.284x – (0.733) (3.89) + 0.733x = –1.8387
1.017x = 1.01267
x = 1.01267 / 1.017 = 0.996 g
---> NH4Cl의 질량
3.89 – 0.996 = 2.894 g
---> CaCl2의 질량
[키워드] 고체의 용해열 기준
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