[일반화학실험] 시계 반응

소개글

"[일반화학실험] 시계 반응"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 시약 및 기구
4. 실험 방법
5. 결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

3. 실험 목적 : 시계 반응을 이용하여 반응 속도식과 반응의 활성화 에너지를 구한다.
4. 실험 원리
1) 화학 반응 속도, 반응 속도식, 반응 차수, 속도 상수, 초기 반응 속도법
반응속도(reaction rate)는 반응 시간에 따른 반응물 또는 생성물의 농도 변화를 뜻한다. 예를 들어 반응 물질 A가 생성 물질 B로 되는 반응이 있다고 가정하자. ( A → B )
반응 속도는 다음과 같이 쓸 수 있다. 반응 속도는 항상 양의 값이므로 반응물의 시간당 농도 변화량을 나타낼 때는 음의 부호를 써주어야 한다.
< 속도 = - (△[A])/( △t)= (△[B])/(△t ) >
반응 속도식(rate expression) 또는 속도 법칙(rate law)은 반응 속도를 속도상수와 반응물 농도의 지수로 표시한 것을 말하며 다음과 같이 나타낸다.
< 속도 = - (△[A])/( △t)= k[A]^n >
위 반응 속도식에서 k를 속도상수(rate constant), n을 반응 차수(reaction order)라고 한다. 속도 상수는 반응 온도와 활성화 에너지에 영향을 받고 농도의 영향은 받지 않는 상수이다. 반응 차수인 n은 화학량론 계수와 같이 않으며 반드시 실험적으로 결정되는 값이다.
반응이 진행됨에 따라 반응물의 농도는 감소하게 되어 농도 변화를 정확히 측정하기는 어렵기 때문에 초기 속도를 측정하는 것이 좋다. 따라서, 반응 차수를 구하기 위해서 실험적으로 초기 반응 속도를 이용하는 초기 반응 속도법(method of initial rate)을 이용한다.

2) 시계 반응
과산화 수소(H2O2)의 분해 반응에서 생성되는 산소(O2)의 부피 변화를 반응 시간에 따라 측정하고 초기 반응 속도법을 이용하여 반응 속도식을 구할 수 있다. 이는 생성물이 기체이기 때문에 반응물과 분리 할 수 있기 때문이다. 하지만 생성물이 반응물과 같은 용액에 있다면 초기 반응 속도법을 이용하여 반응 속도를 구할 수 없게 된다. 이 때 사용되는 것이 시계 반응 이다.

참고 자료

이홍인(2014). 일반화학실험, 서울:자유아카데미
Raymond Chang외 1명(2016). 레이먼드 창의 일반화학(12권) 서울:사이플러스
사이언스 올, 아레니우스 식, 2019.11.12, https://www.scienceall.com/
위키백과. 요오드 시계 반응, 2019.11.12, https://ko.wikipedia.org