용해열

요약 용질이 용매에서 용해될 때는 열을 흡수하거나 방출하는데, 물질 1몰이 과량의 용매에 완전히 용해할 때 출입하는 열을 용해열이라고 한다.

물질은 용해할 때 항상 열의 출입이 따른다. 화학반응에서 방출 또는 흡수되는 열을 반응열(heat of reaction)이라고 하고, 열이 방출되는 반응을 발열반응(exothermic reaction), 열이 흡수되는 반응을 흡열반응(endothermic reaction)이라고 한다. 특히 물질 1mol을 용매에 녹일 때 출입하는 열을 용해열이라고 한다. 

예를 들어, 염화암모늄이 물에 녹으면 주위의 열을 흡수하여 온도가 내려간다. 즉, 용질인 염화암모늄이 용매인 물에 녹으면서 열을 흡수하는데, 이때 흡수된 열이 용해열이다(용액에서 용해되는 물질을 용질이라 하고, 용해시키는 물질을 용매라고 한다.).

흡열반응을 실생활에 응용한 예로 타박상 치료에 사용되는 휴대용 냉각대가 있다. 휴대용 냉각제에는 물이 새지 않는 2개의 주머니가 있으며 한쪽에는 물을, 다른 한쪽에는 질산암모늄을 넣는다. 물이 들어 있는 주머니를 누르면 물이 나오게 되고, 흘러나온 물은 질산암모늄을 녹인다. 이때 주위로부터 열을 뺏어가는 흡열반응이 일어나 냉각대의 역할을 한다.

기체의 경우 용해할 때 일반적으로 열을 방출하지만, 액체나 고체가 녹을 때는 열을 방출하는 때도 있고 흡수하는 때도 있다.

용해열은 용매의 양에 의해서도 달라지므로 용매의 양을 밝혀둘 필요가 있다. 예를 들면 상온에서 염화칼륨 1mol을 물에 용해할 때 용해열이 4.05kcal(흡열)라고 할 때 용매인 물의 양이 25mol이라는 것을 명시해야한다.

용해열은 적분용해열과 미분용해열의 두가지로 나눌 수 있다. 적분용해열은 1mol 물질이 일정량의 용매에 녹을 때까지 발하거나 흡수하는 총 열량을 의미한다. 미분용해열은 용해 과정의 각 순간에서의 용해열을 1mol당으로 나타낸 값, 다시 말하면 특정 농도의 용액의 무한대량 안에 그 용질 1mol을 녹일 때 출입하는 열을 그 농도에서의 미분용해열이라고 한다.