실제 용액의 용해열은 어떻게 표현 할 수 있나요?
안녕하세요. 실제 용액 중에서 원래 이상 용액의 증기압보다 더 높은 압력을 가질 경우를 양을 편차라고 하고, 증기압보다 더 낮은 압력을 가질 경우를 음의 편차라고 한다고 하던데요, 각각의 반응에서의 용해열은 어떻게 표현할 수 있나요?
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 실제 용액이 이상용액과 다른 거동을 보이는 핵심적인 이유는 바로 혼합 시의 엔탈피 변화, 즉 용해열 때문입니다. 우선 이상용액은 라울의 법칙을 완전히 따르며, 서로 다른 분자 간 상호작용(A–B)이 동일 분자 간 상호작용(A–A, B–B)과 에너지적으로 같다고 가정하기 때문에, 따라서 혼합 시 엔탈피 변화는 ΔH = 0 입니다. 즉, 단순히 엔트로피 효과만 작용하여 자발적 혼합이 일어나는 것입니다.
반면에 실제 용액에서른 다른 결과가 나타나는데요, 우선 양의 편차의 경우 실제 용액의 증기압이 이상용액보다 높은데, 이는 이종 분자 사이 상호작용(A–B)이 동종 분자 상호작용(A–A, B–B)보다 약하기 때문이며, 따라서 혼합 시 분자들이 서로를 강하게 잡아주지 못하고 더 쉽게 기화되기 때문에 증기압이 높아지는 것입니다. 이때 분자 간 인력이 상대적으로 약해지므로 흡열적이라고 하는 것이고 ΔH > 0이 되는 것입니다. 다음으로 음의 편차의 경우에는 실제 용액의 증기압이 이상용액보다 낮은데요, 이는 이종 분자 상호작용(A–B)이 동종 분자보다 강하기 때문이며, 따라서 혼합 시 분자들이 강하게 잡혀 있어 기화가 어렵고 증기압이 감소합니다. 엔탈피 적으로는 강한 인력 형성하면서 발열적이기 때문에 ΔH < 0가 됩니다. 감사합니다.