소금과 물이 반응할 때 열이 발생하는 이유가 무엇이죠?
중3 과학 "에너지가 출입하는 화학 반응" 단원에서 소금과 물이 반응하면 열이 발생한다고 되어 있습니다. 여기서 소금과 물이 반응하면 왜 열이 발생하는지 궁금합니다. 그리고 소금물을 만들면 열이 발생해야 하는데 주변이 따뜻해지지 않는 이유도 궁금합니다
중3 과학 "에너지가 출입하는 화학 반응" 단원에서 소금과 물이 반응하면 열이 발생한다고 되어 있습니다. 여기서 소금과 물이 반응하면 왜 열이 발생하는지 궁금합니다. 그리고 소금물을 만들면 열이 발생해야 하는데 주변이 따뜻해지지 않는 이유도 궁금합니다
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
소금의 분자구조상 가장 안정한 구조는 나트륨이온과 염소이온으로 쪼개지는것입니다. 즉, 소금결정은 결합에너지에 의해 서로 뭉쳐있는것이라고 볼 수 있는데요, 이 소금이 물에녹는다는것은 이온상태로 돌아간다는것이구요 이 과정에서 형성되어있던 결합에너지가 방출되게 됩니다.
따라서 물에 소금이 녹으면 열이 발생합니다.
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안녕하세요. 과학전문가입니다.
열역학의 법칙을 이해하시면, 이 부분에 대한 해답을 얻을 수 있습니다.
간단하게 말하면,
*현상
물에 소금을 넣는다. --> 소금이 물에 녹음
*과학적 표현
물 + 소금 --> 소금물
열역학적으로 '가역반응(같이 두면 자연스럽게 일어나는 반응)'은 "에너지가 낮아지는 방향으로 진행한다." 입니다. 과학적 용어를 빌어 말하자면,
Gibbs free energy차이 (델타G) = 나중상태의 Gibbs free energy - 초기상태의 Gibbs free energy
이며 델타G가 음수이면 '가역반응' 양수이면 '비가역반응'입니다.
즉, 물 + 소금 상태의 에너지가 소금물 상태의 에너지보다 높기 때문에 '소금이 물에 녹는다.'라는 '가역반응'이 일어난 것이지요. 그리고 그 에너지 차이만큼 '열'로 발산한것입니다.
우리가 물에 소금을 넣으면 열이 발생하는데 느끼지 못하는 이유는 '우리가 느낄만큼 온도가 변하지 않아서'입니다.
그 이유는
1. 물의 비열이 높다.
2. 발생열의 크기가 작다.
풀어서 말하면 소금이 물에 녹으면서 나오는 에너지도 작고, 물 1도 올리는데 에너지가 많이 필요하여 온도가 거의 올라간것을 느끼지 못하기 때문입니다.
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