중등 화학 교육 과정에 대한 물리화학적 고찰: (1) 상변화와 상평형

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참고문헌 (9)

1. "물질의 상 은 열역학에서 물질의 양과 온도 부피에 의해서 결정되는 ‘상태’ 와 구별되어야 한다. 그런 뜻에서 초등화학에서 ‘상변화’ 대신사용하고 있는 ‘상태 변화’라는 용어는 바람직하지 않으며 일반적으로 사용하는 ‘액체 상태’라는 표현은 ‘일정한 양의 물질이 주어진 온도 부피에서 액체로 존재하는 상태’라는 의미로 해석되어야 한다."
2. "Physical Chemistry, 7th ed" (2002)
3. "열역학법칙에서 정의되는 에너지 는 모두 물질의 양에 비례하는 크기 성질이지만 여기서는 논의를 간단히 하기 위해서 세기 성질인 몰 당의 값으로 취급하기로 한다."
4. "가역과정에서는 ?ΔG = w'이 된다. 전기화학적 변화에서는 w' = nFE 라는 사실을 이용해서 네른스트 식을 비롯한 여러 가지 전기화학적 식들을 얻을 수 있다."
5. "같은 상의 물질이라고 하더라도 온도가 높아지면 엔탈피와 엔트로피는 증가한다. 그러나 온도에 따른 엔탈피와엔트로피의 변화는 비교적 작기 때문에 일반적인 논의에서는 무시해도 된다."
6. "얼음의 부피가 액체의 물보다 큰 이유는 얼음에서 물 분자의 배열 상태와 관련이 있는 것으로 밝혀져 있다. 그러나 대부분의 다른 물질에서는 고체의 부피가 액체의 부피보다 작기 때문에 압력이 높아지면 녹는점이 올라간다."
7. "라울 법칙은 묽은 용액에서 경험적으로 얻어진 것이다.일반적으로 모든 농도 범위에서 라울 법칙을 만족하는 용액을 이상 용액이라고 하며 이상 용액의 경우에는 식 가 성립된다. 따라서 식 의 라울 법칙과식 는 모두 이상 용액의 정의라고 볼 수 있다. 실제용액에서는 용질의 농도가 높으면 라울 법칙은 더 이상성립하지 않고 도 적용되지 않는다. 그런실제 용액에서는 몰 분율 대신에 활동도를 사용해야 한다. 또한 수용액에서 이온으로 분리되는 전해질이나 용질 분자의 회합이 일어나는 경우에는 몰 분율과 총괄성의 계산에서 해리도와 회합 정도를 고려해야만 한다. 그리고 전해질 용액의 경우에는 이온들 사이의 강한 정전기적 상호작용 때문에 라울 법칙이 성립되는 농도 범위도 크게 줄어든다."
8. "일정한 압력에서 묽은 용액의 상평형은 식 에서 용매 A의 몰 분율이 1보다 작기 때문에 나타나는 깁스 자유에너지의 변화 ?RTlnxA와 온도에 따른 순수한 용매의깁스 자유에너지 변화 ?SAΔT가 같아지는 조건에서 이루어진다. 이런 조건으로부터 총괄성을 나타내는 식 을 얻을 수 있다. 여기서 mB는 해리와 회합을 고려한 용질의 몰랄 농도이다. 한편 각각 Kf= RTf2", 1000MAΔHf와 Kb= RTb2[DOI]
9. "제7차 교육과정의 물리에서 엔트로피와 열역학 제2법칙을 다루고 있고 제6차 교육과정의 사회문화 교과에서는환경과 관련하여 이라는 주제를 다루고 있으며 제7차 교육과정 사회문화에서도 사회 환경문제와 관련하여 엔트로피의 개념을 다루고 있다. 국어교과의 경우에도 여러 종류의 지문을 제시해야 하는 과목의 특성 때문에 학생들이 보게 되는 참고서의 일반 과학 관련 지문에서 엔트로피의 개념이 소개되기도 한다.더욱이 세종연구원 와 같은 교양 과학서에서는 엔트로피에 대한 열역학적 해석보다는 엔트로피를 이용한 세계관과 문명의 위기 등의 인문 사회학적 관점이 집중적으로 소개되고 있다. 그러나 정작 화학 교과에서는 열역학 제2법칙과 엔트로피의 개념이 가장 유용하게 활용되어야 함에도 불구하고 전혀 소개하지 않는 실정이다. 한편 국제화학올림피아드에서는 열역학 제2법칙과 연관지어 엔트로피의 정의 엔트로피와 무질서도 깁스 자유에너지 변화와 변화의 방향성을 상당수의 중등학교 교육과정에서는 포함되어 있으며 포함되지 않은 경우에도 올림피아드 수준의 학생들에게는 가르쳐져야 할 내용 으로 정의되는 제2군에 포함시키고 있다." (2000)

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