중학교 1학년 때 과학 시간에 우리는 소금물을 넣고 끓이면
끓는점이 일정하지 않고 꾸준히 증가하게 된다고 배웠어.. 난 그 때 그 이유가
되게 궁금했구.. 그때 나는 허접한 안목으로 나름대로 생각하기를,
"물에 소금을 넣으면 물분자와 소금분자간의 인력이 단단하게 생성되므로
물이 소금 분자와의 인력을 끊고 도망치기에 힘들 것이다"
라구 생각을 했고.. 그렇게 생각을 했더니 끓는점 오름에 대한 것은
내 나름대로의 가설에 부합하긴 했지만,
어는점 내림에 대한 것은 저것으로 설명할 수가 없었지. 왜냐하면
"물분자 - 소금" 과의 인력이 "물분자 - 물분자" 보다 강해서 끓는점이 오른다면
당연히 어는점도 올라야 되잖아. 그만큼 인력이 강하다면 쉽게 응축시킬 수가
있을테니까 말이야..
그런데 최근에 그 이유를.. 알게 되었는데, 이건 아직 우리가 화학시간에 배운건 아니지만
화학2 를 조금이라도 봤다면.. 알 수 있는 내용이라 여기에 쓰는 거야.
"엔트로피" 라는 개념.. 다 들어봤을 거야.. 자연의 모든 반응은 엔트로피-무질서- 가
증가하는 쪽으로 가게 되지. 건물이 무너지는 것도 엔트로피가 증가하는 반응이고
기체가 확산되는 현상도 엔트로피가 증가해야만 하는 "자연법칙" 에 의해서
그렇게 되는 것이니까.. 결국 소금물의 어는점 내림두.. 이 엔트로피 개념으로
설명할 수 있다는 거야. 난 엔트로피라는 것에 대해서.. 나름대로 이해는 하구 있었지만
여기에 까지 적용될줄은 몰라써. ^^
어떠한 용질을 용매에 섞는 과정에서, 이 용질과 섞인 용매의 분자들 - 즉 소금물이라 하면
물 분자들 - 이 모든 인력을 끊고 증발하기 위해서는 열이 필요하지. 끓는점이 오른다는건
그만큼 동일한 량을 증발시키기 위해 - 인력을 끊기 위해 - 더 많은 열을 가했다는 것을
의미하는데, 순수한 용매나, 용질과 섞인 용액이나 증발하기 위해 필요한 증발열은
큰 차이를 보이지 않아. 그러면.. 문제는 무엇일까? 바로.. "엔트로피" 라는 거야..
용액은 순수한 용매보다 더 큰 무질서도를 갖구 있어서 증발 과정에서 무질서도의
변화가 순수한 용매에서보다 작아지게 되지. 어차피 기화상태로 되어서 기체가 되면
두 경우 모두 기체 자체가 가진 무질서도는 같으니까.(이상적 조건에서) 따라서 순수한
용매는 엔트로피의 변화에서 더 유리하기 때문에 쉽게 증발이 된다는 거지..
이것을 식으로 쓰면 △G = △H - T△S 라구 쓸 수 있는데.. 여기서 G 는
깁스에너지라는 것으로서 어떤 반응이 얼마나 자발적일지를 예측하는 데에 쓰이잖아..
아까의 경우에 적용해보면, △H (증발엔탈피변화) 값은 두 경우 모두 비슷한데..
△S 값이 다르니까 △G 값이 달라지게 되어 결국 두 반응의 자발성이 달라지게 되는거지^^
순수한 용매의 경우, △S 값이 커지므로 △G 값은 상대적으로 줄어들게 되는데
△G 가 작아질수록 반응이 자발적이라고 이야기 하므로.. 증발이 쉽게 일어나는 거지..
그렇다면..
용액이 순수한 용매보다 더 큰 무질서도를 갖는 이유가 궁금할텐데... 이유는 이썸.ㅎㅎ
그건 각자 생각해보구~
너무 글이 없는것 같아서.. 올려봤다. ^^ 다들 열심히 하자구....
그럼 이만 ^^ 담에 또 올릴게~~
ps. 글 넘 안쓴다구... 구박하지마 -_-;;