t-bucl 가수분해 반응속도 결과

소개

실험 A+ 맞은 레포트입니다.
틀린 부분도 있을 수 있어 참고용으로 써주시면 감사하겠습니다 ^^

목차

1. 실험 결과
1) Part I: 농도에 의한 효과
2) Part II: 온도에 의한 효과
3) Part III: 용매 효과

2. 토의 및 해석
1) 이번 실험에서 결정한 속도상수, k의 단위는 무엇인가?
2) Part I의 세 경우 대하여, 반응이 완결되었을 때의 pH 값을 이용하여 반응에서 생성된 t-butyl alcohol의 양을 구하라.
3) 반응물의 농도 변화는 반응의 속도상수에 영향을 미쳤는가? 영향을 미쳤다면, 어떻게 영향을 미쳤는가? 만약 영향이 없었다면 그 이유는 무엇인가?-일반적으로 온도가 10 ℃ 증가할 때 반응속도는 약 2배 증가한다. 이처럼 온도가 증가할 때 반응속도가 증가하는 이유는 무엇인가?
4) 일반적으로 온도가 10 ℃ 증가할 때 반응속도는 약 2배 증가한다. 이처럼 온도가 증가할 때 반응속도가 증가하는 이유는 무엇인가?
5) 서로 다른 용매들은 t-butyl chloride의 가수분해 반응속도에 어떻게 영향을 미쳤는가? 용매의 역할을 중간체인 carbocation의 안정도와 관련지어 논하라.

본문내용

실험 결과

Part I: 농도에 의한 효과

반응차수(reaction order)와 속도상수(rate constant)의 결정

다음과 같은 방법으로 100% t-butyl chloride에 대하여 각 시간별로 측정한 pH 데이터를 t-butyl chloride의 농도로 변환한다:
증류수에 t-butyl chloride 첫 방울이 떨어진 순간(pH 값이 막 변하기 시작하는 순간)이 t = 0이 되도록 시간을 재조정한다.

각 시간 t에서 얻은 pH 값을 수소 이온 농도, [H+]로 변환한다: pH = -log[H+] 이므로, [H+] = 10-pH.

t-Butyl chloride의 가수분해 반응에서 반응물 t-butyl chloride와 생성물 H+의 몰 비는 1 : 1이므로 [식(2) 참조], 시간 t에서 t-butyl chloride의 농도, [(CH3)3CCl]t는 반응이 완료되었을 때의 [H+]t=∞ 에서 [H+]t를 뺀 값이다.

<중 략>

3. 위의 그래프들 중 어느 그래프가 직선 관계(linear relationship)를 나타내는가? 직선 관계를 나타내는 그래프를 최소자승법(linear-least squares)으로 fit하고, 직선의 기울기로부터 속도상수, k를 구하라 (앞의 그래프에 직선을 표시).

위의 그래프들 중 직선관계를 보이는 그래프는 B의 ln[(CH3)3CCl] vs 시간인 1차 반응이다. 그래프에 표시된 식은 Y=0.0613x-6.6221 이므로 이때의 기울기는 0.0613이다.

반응차수: n = 1

속도상수: k = 0.0163

참고자료

· 물리화학교재/자유아카데미
· 물리화학 실험서 3.t-buthylchloride 가수분해 반응속도